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Maejo ecologico de plagas

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Manejo Ecológico
de Plagas
Nilda Pérez Consuegra
Primera impresión, mayo 2004
ISBN: 959-246-083-3
La Habana, Cuba
© Nilda Pérez Consuegra
© CEDAR. Centro de Estudios de Desarrollo Agrario y Rural
Reservados todos los derechos
Foto de portada: Luciano Rovesti
Diseño: José Diago López
Editor Ejecutivo: Agustín García Marrero
Impreso en la Unidad de Producciones Gráficas del MINREX
Centro de Estudios de Desarrollo Agrario y Rural-CEDAR.
Universidad Agraria de La Habana Autopista Nacional, km
23, San José, La Habana, Cuba
A mima, Marcel y Montano por su paciencia
Muchas personas han contribuido de formas muy diferente durante el proceso de realización de esta obra, mi más profundo agradecimiento a todos.
En la revisión técnica del libro, en parte o completa, participaron Elio del Pozo, Dagoberto Mederos, Benedicto Martínez, Esperanza Rijo, Moraima Surís, Rosa Orellana y Zoila Fundora. En
especial muchas gracias a Miguel Altieri y a Peter Rosset por el
prólogo y a Luis Vázquez por la introducción. A los colegas del
Centro de Estudios de Desarrollo Agrario y Rural por su ayuda y
en lo personal a su Director Rafael Ojeda por su confianza y el
gran apoyo que me prestó.
A Jorge Delgado y Luciano Rovesti por su trabajo fotográfico. A
Teresa Morales que hizo fácil lo difícil, ella me entiende. A María
Julia Sánchez y Mayra Echemendía por sus ojos y sus manos. A
Gianco Acosta por la logística electrónica.
A los que ayudaron desde el exterior: Mónica Cortés, mi amiga
chilena; Martín Bourque; Raúl Venegas y Alda Rodríguez, mi amiga uruguaya, por su ejemplo. A los miembros de RAP-AL por todo
lo que he aprendido al lado de ellos. A Clara I. Nicholls.
A los que me alentaron: Eduardo Freyre, Rafael Joa, la familia
Funes- Monzote, Antonio Casanova, Eolia Treto, Esteban
González, Eulogio Muñoz, José R. Capó y María de los A. Ortega,
Alfredo Roque, al colectivo de la Dirección Nacional de ACTAF, a
los guajiros del proyecto SANE Miguel Báez y José M. Febles.
A todos lo que por ingratitud de mi memoria no están aquí.
PRÓLOGO
El libro Manejo Ecológico de Plagas de la profesora Nilda Pérez Consuegra de la
Universidad Agraria de La Habana es un texto pionero en América Latina que describe las bases de un enfoque ecológico del manejo de plagas, y representa una evolución
clara más allá de los conceptos clásicos del Manejo Integrado de Plagas (MIP) que la
mayoría de las veces no ha significado más que un mero manejo inteligente de
plaguicidas.
Lo más importante de esta obra es que se construye a través de una recopilación
detallada y rigurosa de la experiencia cubana en el tema del control biológico y manejo de plagas, que data de más de 60 años, pero que a partir del período especial se
intensificó a niveles no alcanzados por ningún otro país en el Mundo.
La profesora Nilda Pérez es una de las personas más capacitadas para realizar esta
sistematización y darle una proyección práctica bajo un nuevo paradigma agroecológico.
Ella sin lugar a dudas ha realizado una importante contribución con sus conocimientos, su dedicación a la búsqueda de una agricultura más sustentable, y su impacto
concreto en la producción en su país y en los otros países en donde ha prestado asesoramiento.
Con la publicación de esta obra se da paso a una nueva serie de prácticas de Manejo
Ecológico de Plagas que se sustentan en la teoría y en los principios de la ecología y
en la práctica y la teoría del control biológico, del control microbial de artrópodos y
fitopatógenos y en su integración con las prácticas culturales auspiciadas por la
agricultura orgánica y la agroecología.
Esta base agroecológica es ilustrada y sustentada por una serie de estudios de caso,
que parten de la experiencia y aportes de la autora, y donde se analizan las fases
metodológicas de manejo y la implementación de la integración de estrategias que
conllevaron a la regulación exitosa de las plagas y enfermedades de los cultivos en
cuestión. Cada estudio de caso sistematiza los principios que explican el éxito, así
como las lecciones aprendidas de manera que estas experiencias sean replicadas y
escalonadas en otras regiones.
Como la autora enfatiza, el Manejo Ecológico de Plagas va mas allá de las recetas que caracterizaron al MIP, y lo que destaca son principios que se pueden difundir,
pero que toman formas tecnológicas específicas de acuerdo a las condiciones
agroecológicas y socio-económicas de cada región, respetando la heterogeneidad de
cada lugar y las necesidades y deseos de los agricultores, por lo que la participación
de los campesinos en el proceso de investigación e implementación del Manejo Ecológico
de Plagas es esencial.
Este libro entrega importantes elementos a considerar en el Manejo Ecológico de Plagas, como:
entender por que los insectos y enfermedades alcanzan proporciones epidémicas
en ciertos agroecosistemas.
! entender por que los agroecosistemas se tornan susceptibles a las invasiones de
plagas.
!
De acuerdo a estos elementos, entonces la atención no está ya tanto sobre la biología
y etología del insecto, si no más bien en como mejorar la inmunidad del agroecosistema
y en como fomentar y utilizar los elementos de la biodiversidad funcional (depredadores,
parasitoides, entomopatógenos, antagonistas, etc.) para prevenir y regular las poblaciones de organismos nocivos.
No hay duda de que este libro será de suma importancia para la formación de los
futuros profesionales del agro, quienes fortificados con una fuerte base agroecológica,
serán capaces de ayudar a los agricultores a diseñar agroecosistemas productivos,
que conserven la biodiversidad y los recursos naturales, que fomenten la seguridad
alimentaria, y que generen una agricultura más justa socialmente y sustentable.
Miguel A. Altieri, Ph.D.
Universidad de California, Berkeley
Peter M. Rosset, Ph.D.
Centro de Estudios de las Américas (CENSA)
Universidad de California, Berkeley
INTRODUCCIÓN
El paradigma agroecológico, como alternativa a los problemas causados por el uso
no racional de los plaguicidas químicos, entre otros problemas relacionados con la
agricultura intensiva, ha adquirido una mayor dimensión en el sector agrario a nivel
mundial.
Además, las exigencias del mercado se han modificado, para transitar del concepto
estrecho en que la calidad era sinónimo de presencia, tamaño y sabor, hacia un nuevo
criterio de calidad, en que adquiere mayor importancia el proceso de produccióncomercialización y la inocuidad, básicamente que se hayan producido y comercializado bajo condiciones orgánicas.
Sin dudas, se aprecia una mayor concientización a escala mundial sobre el impacto
ambiental y social de la producción agraria quimizada, independientemente de que
en muchos sectores se evalúa como racional seguir empleando los agroquímicos bajo
un riguroso manejo y para determinadas producciones.
Desde luego, en los círculos científicos se defienden con mucha fuerza las diferentes
tendencias, sean agroecológicas, agroquímicas e incluso de la biotecnología, esta última liderada por la gran polémica sobre el uso de cultivos transgénicos.
Independientemente de estos análisis, la realidad es que el agronegocio se ha convertido en un factor de grandes impactos sociales, por el alto nivel de repercusión que
tiene sobre los agricultores, principalmente los de bajas economías, llegando a afectar
zonas agrícolas, países y regiones del mundo.
En particular el manejo de los problemas fitosanitarios tiene una gran connotación,
pues se ha acumulado mucha experiencia y existen diversidad de tecnologías, desde
las más intensivas y de altos insumos externos, hasta las sostenibles, con un alto
nivel de autosuficiencia por el productor.
Esto significa que el agricultor enfrenta actualmente disímiles incertidumbres respecto a lo que a él le gustaría, quiere y puede adoptar como modelo de producción.
Algunos agricultores abrazan apasionadamente el modelo de la producción
agroecológica, sin embargo, no están suficientemente preparados para transitar de la
producción agraria intensiva a la orgánica, proceso que puede tener repercusiones
negativas en el orden económico y social, si no es conducido sobre bases sólidas.
De cualquier manera, en lo que respecta a la lucha contra las plagas, las potencialidades de la agroecología son elevadas, siempre que el agricultor entienda que es muy
importante eliminar el viejo enfoque de que si hay plagas se debe aplicar un producto
y se apropie del manejo del sistema de producción como lo más holístico.
En este desarrollo agroecológico del manejo de plagas se ha producido una abundante información en los últimos años; sin embargo, la obra que ahora se presenta es el
resultado de una magnifica actualización del tema, en el que se ofrece un análisis
internacional y nacional, que permite acercarnos más a las demandas del sector agrario
cubano.
Como es de esperar, la lucha biológica es protagonista principal en este libro que
presenta la colega Nilda Pérez Consuegra, porque este componente del Manejo
Ecológico de Plagas se ha desarrollado con mucha fuerza en nuestro país, al extremo
de que en el año 2003 se atendieron cerca de un millón de hectáreas con estos
bioproductos.
El nivel de entendimiento y adopción de la lucha biológica por el agricultor cubano
es amplio, lo que ha permitido pasar a otra etapa, en que se desarrolla el manejo y
conservación de los biorreguladores de plagas.
El libro Manejo Ecológico de Plagas es un valioso material de obligatoria referencia
para especialistas interesados en profundizar sobre este tema, así como para difundir
los avances de Cuba en este campo, a la vez que servirá de consulta para técnicos de
base y agricultores interesados en la producción orgánica.
De hecho enriquecerá los cursos y otras actividades de capacitación que normalmente
se realizan en el país.
Luis L. Vázquez Moreno DrC.
Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal
Ministerio de la Agricultura, Cuba
12
ÍNDICE
Contenido
Páginas
Capítulo 1. La agricultura orgánica
Introducción
Crisis de la agricultura industrial
Agricultura orgánica
Desarrollo histórico de la agricultura orgánica
Criticas a la agricultura orgánica
Situación de América Latina respecto a la producción orgánica
Situación de la agricultura cubana respecto a la producción orgánica
Producción orgánica certificada
Estudio de caso: Proyectos Faros Agroecológicos
Resultados obtenidos
Bibliografía
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22
26
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Capítulo 2. El problema de las plagas
Introducción
Concepto de plaga
Situación que enfrenta la agricultura convencional respecto a las plagas
Causas que determinan que un organismo nocivo adquiera la categoría de plaga
Monocultivo
Uso intensivo de plaguicidas
Fertilización mineral intensiva
Introducción accidental o deliberada de organismos no nativos
Situación de la agricultura cubana respecto al control de plagas
Paradigma del Patogenicismo: Etapa anterior al triunfo de la Revolución (1959)
Predominio del paradigma del Quimicismo con discretos avances hacia el
Control Biológico: Década de los 60 y mitad de los 70 del siglo XX
Coexistencia del paradigma del Quimicismo con el desarrollo del Control
Biológico y el Manejo Integrado de Plagas: Segunda mitad de los años 70
y década de los 80 del siglo XX
Proceso de cambio hacia el paradigma del Ambientalismo: Años 90 del siglo XX.
Estudio de caso: Efecto de cinco plaguicidas sobre larvas y huevos de Chrysopa
cubana Hagen en condiciones controladas
Bibliografía
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48
50
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60
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67
13
Capítulo 3. Control cultural
Introducción
Prácticas culturales y la regulación de organismos nocivos
Prácticas de preparación de suelo
Rotación de cultivos
Cultivos múltiples
Efecto de los cultivos trampa
Efecto del cultivo barrera
Siembra o plantación
Fecha de siembra o plantación
Densidad de siembra o plantación
Profundidad de siembra o plantación
Momento de cosecha
Manejo de la nutrición
Solarización del suelo
Papel del control cultural en el manejo de plagas en Cuba
Estudio de caso: Comportamiento poblacional de fitófagos
y enemigos naturales en la asociación frijol-maíz
Bibliografía
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72
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80
83
86
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89
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93
93
94
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Capítulo 4. Control Biológico: Estrategias para su implementación
Introducción
Concepto de control biológico
Antecedentes históricos del uso de entomófagos
Orígenes del control biológico en Cuba
Métodos para la implementación del control biológico
Control biológico por conservación de enemigos naturales
La conservación como estrategia del control biológico en Cuba
Control biológico clásico o por introducción de enemigos naturales
Control biológico por aumento
Estudio de caso: Control natural de Brevicoryne brassicae
(Homoptera: Aphididade) sobre Brassica oleracea var. capitata
Bibliografía
127
127
127
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131
133
133
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142
145
Capítulo 5. Depredadores y parasitoides de artrópodos
Introducción
Depredadores en el control biológico
Hábitos alimentarios
Recomendaciones para el aumento y conservación
de las poblaciones de depredadores
161
161
161
162
14
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154
164
Parasitoides en el control biológico
Clasificación de los parasitoides según sus características y comportamiento
Principales ordenes y familias
Orden Hymenoptera
Orden Diptera
Uso de entomófagos en Cuba
Depredadores
Parasitoides
Investigaciones y desarrollo de otros parasitoides
Bibliografía
166
167
169
169
169
171
171
178
183
184
Capítulo 6. Control microbial de artrópodos
Introducción
Control microbial
Historia
Hongos entomopatógenos
Clasificación
Mecanismos de infección
Principales géneros
Bacterias entomopatógenas
Clasificación
Familia Bacillaceae
Bacillus thuringiensis Berliner
Bacillus sphaericus Neide
Bacillus popilliae Dutky
Virus entomopatógenos
Estructura viral
Clasificación
Familia Baculoviridae
Familia Reoviridae
Familia Poxviridae
Uso de virus entomopatógenos
Nematodos parásitos de insectos
Clasificación
Modo de infección
Control microbial en Cuba
Hongos entomopatógenos
Bacterias entomopatógenas
Virus entomopatógenos
Bibliografía
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189
189
190
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Capítulo 7. Control biológico de patógenos vegetales
Introducción
Origen del control biológico de patógenos vegetales
Concepto de control biológico de patógenos vegetales
Mecanismos de control biológico
Antagonismo
Micoparasitismo
Antibiosis
Competencia
Resistencia sistémica adquirida
Estrategias desarrolladas en el manejo de antagonistas residentes
Manejo de antagonistas residentes
Introducción de antagonistas
Antagonistas utilizados como agentes de control biológico
Pseudomonas
Antibiosis
Competencia
Control biológico de enfermedades en Cuba
Pseudomonas
Verticillium
Bacillus subtilis
Bibliografía
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232
233
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234
234
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236
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247
Capítulo 8. Trichoderma spp.como agente de control biológico
Introducción
Mecanismos de acción antagónica
Micoparasitismo
Antibiosis
Competencia
Control biológico con Trichoderma spp. en diferentes ambiente
Estado de las investigaciones y uso de Trichoderma en Cuba
Control de patógenos del suelo
Control de patógenos foliares
Estudio de caso: Control biológico de Alternaria porri (Ellis)
Cif. en cebolla con Trichoderma harzianum
Bibliografía
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255
255
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264
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Nombres vulgares y científicos de plantas
294
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Capítulo I
LA AGRICULTURA ORGÁNICA
INTRODUCCIÓN
La agricultura convencional (tipo revolución verde) transita por una profunda crisis, con efectos negativos en los aspectos económicos, sociales y
ecológicos. Se requiere urgentemente un drástico cambio, para el cual la
Agroecología deviene en paradigma alternativo insustituible. La agricultura
orgánica puede dar una respuesta adecuada si se inserta apropiadamente,
con sus procedimientos y técnicas para optimizar el manejo de los
agroecosistemas. ¿Qué es la agricultura orgánica? ¿Qué potencialidades encierra y qué se le crítica? ¿Cuáles son sus aciertos y situación actual? ¿Qué
papel puede desempeñar en Cuba? Aunque sus prácticas son muy antiguas,
el concepto no lo es, según se desprende de su evolución histórica. En este
capítulo se discuten los principales puntos controversiales y se presenta un
estudio de caso donde se exponen los resultados alcanzados en las primeras
experiencias de conversión agroecológica en agroecosistemas cubanos.
CRISIS DE LA AGRICULTURA INDUSTRIAL
La crisis de la agricultura industrial, convencional o de revolución verde
es universal y afecta tanto a las economías de los países desarrollados
como a los del Tercer Mundo, sus dimensiones son tales que, para todos
los sectores, incluidos los gobiernos, está muy clara la necesidad urgente
de la búsqueda de un modelo agrícola alternativo. Los efectos son visibles, eso no se discute; lo que se busca con un modelo alternativo es
exactamente evitarlos, y para hacerlo hay que ir a la raíz misma de las
causas que provocan la crisis.
17
Manejo ecológico de plagas
El siglo pasado fue el de las grandes transformaciones en la agricultura; en ninguna etapa anterior se produjeron tantos cambios en un período
tan breve de tiempo; pero no sólo es importante la cantidad de cambios,
también lo es la magnitud de éstos. Dentro de ellos se destacan: la mecanización, el uso de agroquímicos (plaguicidas, fertilizantes, hormonas de
crecimiento), las variedades de alto potencial productivo y la biotecnología.
El efecto positivo de las nuevas tecnologías sobre el crecimiento de la
productividad agrícola es innegable, y toca un aspecto tan sensible como
la necesidad de producir alimentos para millones de personas en el mundo; pero la forma en que se logró ese desarrollo no es sostenible y no
puede continuar eternamente.
La crisis de la agricultura tiene dos dimensiones: la socio-económica y la
ecológica (Rosset, 1999). Los efectos negativos hay que valorarlos bajo estas dos dimensiones. El primer indicio de la crisis en los Estados Unidos de
Norteamérica, país donde se originó la agricultura industrial, fue la disminución del número de agricultores; éste es un fenómeno generalizado. Los
agricultores norteamericanos han caído en una situación de insolvencia ocasionada por los costos cada vez más altos de las tecnologías agrícolas modernas, que consumen cualquier aumento de las ganancias (Rosset, 1999).
Una de las expresiones más claras de la dimensión ecológica de la crisis es la disminución de los rendimientos agrícolas. La percepción y explicación de las causas de este fenómeno depende de como se enfoque la
crisis. Los partidarios de la revolución verde argumentan que los rendimientos se están nivelando debido a que se ha alcanzado un nivel muy
cercano al máximo potencial de las variedades actuales, por lo que es
necesario recurrir a la ingeniería genética para rediseñar las especies cultivadas (Tribe, 1994 citado por Rosset, 1999). Por otra parte la ciencia
agroecológica explica que la disminución de los rendimientos se debe a
una constante erosión de la base productiva de la agricultura a través de
prácticas insostenibles (Altieri y Rosset, 1996).
La pérdida de la diversidad biológica es otro resultado negativo, de
consecuencias impredecibles para el mantenimiento de la vida en la Tierra. Los efectos negativos de la agricultura industrial se suceden de modo
que uno puede ser a su vez causa de otro, y así forman una cadena causaefecto, en la que resulta algunas veces difícil discernir lo esencial, si no se
tienen suficientemente claros los principios agroecológicos.
La causa principal de la pérdida de la diversidad biológica agrícola es el
monocultivo; al desarrollo de éste contribuyó la mecanización temprana
de las prácticas agrícolas, la cual se desarrolló como respuesta a la escasez
18
La agricultura orgánica
de mano de obra. El monocultivo genera además otras prácticas agrícolas
insostenibles como el uso de fertilizantes inorgánicos y de plaguicidas de
síntesis química, que repercuten también en la disminución de la diversidad biológica.
La mecanización excesiva y el laboreo intensivo del suelo, unido a la
fertilización inorgánica indiscriminada y a los sistemas intensivos de riego, traen como consecuencia la modificación de las propiedades del suelo
y contribuyen a la salinización, acidificación, erosión, compactación y disminución del contenido de materia orgánica, y como consecuencia la
desertificación y la pérdida de tierras aptas para la agricultura.
El uso indiscriminado de plaguicidas es la causa directa de la aparición
del fenómeno de la resistencia de diferentes organismos, y por consiguiente de la pérdida de su efectividad. Ante esta situación, es común que
los agricultores aumenten las dosis y preparen mezclas de varios
plaguicidas, con frecuencia más tóxicos, por lo que el problema de la
resistencia, lejos de solucionarse, se agrava. Las prácticas de protección
vegetal que se basan en el control químico producen otros efectos como
brotes de plagas secundarias, resurgencia de plagas y disminución de las
poblaciones de enemigos naturales.
Otro de los grandes problemas actuales de la agricultura industrial es
la contaminación ambiental, tema al que se ha prestado mucha atención
desde principios de los años 60 del siglo pasado. Los productos químicos
que se aplican en los sistemas agrícolas industriales no sólo han contaminado las fuentes de agua y deteriorado la fertilidad de los suelos, sino
también han afectado la fauna y la salud humana.
Al considerar las causas de la crisis de la agricultura industrial y sus
efectos resulta evidente la urgencia de un cambio. Esta necesidad ha dado
lugar al surgimiento y desarrollo de la ciencia de la Agroecología, como
un paradigma alternativo que busca resolver los problemas de la producción agraria de una forma sostenible, de modo que se garantice el desarrollo presente y futuro. Dentro de esta corriente la agricultura orgánica
puede ser una respuesta a la crisis siempre que se tengan en cuenta las
dimensiones económicas, sociales y ambientales de la misma.
AGRICULTURA ORGÁNICA
La Federación Internacional de Movimientos de Agricultura Orgánica,
conocida por sus siglas en inglés como IFOAM, fundada en 1972 y con
sede en Alemania, define la agricultura orgánica como “los sistemas agrí19
Manejo ecológico de plagas
colas que promueven la producción sana y segura de alimentos y fibras
textiles desde el punto de vista ambiental, social y económico. Estos sistemas parten de la fertilidad del suelo como base para una buena producción; respetando las exigencias y capacidades naturales de las plantas, los
animales y el paisaje y buscando optimizar la calidad de la agricultura y el
medio ambiente en todos sus aspectos. La agricultura orgánica reduce
considerablemente las necesidades de aportes externos por lo que no requiere abonos químicos ni plaguicidas u otros productos de síntesis. En
su lugar, permite que sean las poderosas leyes de la naturaleza las que
incrementen tanto los rendimientos como la resistencia de los cultivos».
Para Lampkin y Measures (1995), la agricultura orgánica es un acercamiento a una forma de agricultura que tiene como objetivo integrar sistemas de producción más humanos y sostenibles desde el punto de vista
ambiental, social y económico.
La Comisión del Codex Alimentarius (FAO, 1999) define la agricultura orgánica como “un sistema holístico de gestión de la producción que
fomenta y mejora la salud de los agroecosistemas, y en particular la
biodiversidad, los ciclos biológicos, y la actividad biológica del suelo. Esto
se consigue empleando, siempre que sea posible, métodos culturales, biológicos y mecánicos, en contraposición al uso de materiales sintéticos,
para cumplir cada función específica dentro del sistema”.
Todas estas definiciones tienen en común que se trata de un sistema
de producción basado en la gestión del ecosistema en vez de la utilización
de insumos, como fertilizantes y plaguicidas sintéticos. Pero la agricultura orgánica es, además, una filosofía que como reflexión ha estado muy
presente en los pueblos originales “que trataban la Tierra como la gran
patria madre, que tenían solidaridad entre los seres, ternura por la Tierra,
cuidado por la vida, veneración por los antepasados, por las grandes tradiciones que les daban fuerza y vida, que sabían crear, celebrar, reanimar
sus grandes mitos” (Chávez, 2001).
La agricultura orgánica tiene como propósito principal la producción
de alimentos sanos, la protección del ambiente y la salud humana, y la
intensificación de las interacciones biológicas y los procesos naturales.
En los sistemas orgánicos se excluye el uso de sustancias químicas. Los
fertilizantes inorgánicos se sustituyen por prácticas de manejo de la nutrición, tales como: rotación de cultivos, compost, humus de lombriz,
abonos verdes, bacterias fijadoras de nitrógeno y otras, que buscan aumentar el nivel de materia orgánica del suelo y conservar la fertilidad
natural. Para evitar el uso de plaguicidas químicos lo primero es estable20
La agricultura orgánica
cer prácticas de manejo preventivo de plagas; en agricultura como en
medicina “es mejor prevenir que curar”. En caso de aparición de plagas se
recomienda el uso de prácticas de control biológico; esto es, la liberación
de enemigos naturales como depredadores (p. ej., coccinélidos, crisópidos),
parasitoides (p. ej., la avispita Trichogramma) y patógenos (p. ej., el hongo
Beauveria bassiana, la bacteria Bacillus thuringiensis, uso de trampas de colores, feromonas, extractos vegetales y otras muchas que aparecen en los
diferentes capítulos de este libro.
En la agricultura orgánica se tiene muy en cuenta la eficiencia energética; por eso se trata de reemplazar las fuentes externas de energía (sustancias químicas y combustible) por recursos que se obtienen dentro de
la unidad agrícola o en sus alrededores; estos recursos internos consideran la energía solar y eólica, el control natural, el nitrógeno fijado
biológicamente y otros nutrientes que se liberan a partir de la materia
orgánica o de las reservas del suelo (Altieri, 1997). Las prácticas de agricultura orgánica están basadas en la Agroecología. Son prácticas que potencian los mecanismos que usa la naturaleza para autorregularse y lograr estabilidad (regulación interna), y estimulan también la capacidad
de recuperación frente a situaciones adversas; propiedad a la que se denomina resiliencia.
Los programas de investigación sobre los sistemas de cultivo orgánico fueron muy limitados hasta comienzos de los años 80 del siglo
pasado (Altieri, 1997). Es a partir de esa década que aumenta la presión pública en cuanto a la conservación de los recursos naturales y la
protección del medio ambiente; crece también la preocupación por los
riesgos que para la salud humana implican el uso de los plaguicidas
químico- sintéticos y los fertilizantes inorgánicos. Estas presiones y
preocupaciones se incrementaron aún más en los años 90; esto se refleja en la gran cantidad de publicaciones que sobre agricultura orgánica
aparecen cada año en la literatura científica. En 1990, Nick Lampkin
publicó un libro sobre agricultura orgánica en el que se describen los
métodos y técnicas para el diseño y manejo de los sistemas orgánicos, y
desde 1995, junto a otros colaboradores, edita la serie “Guía para el
Manejo de Granjas Orgánicas” (Organic Farm Management Handbook).
Pero mucho antes de que en los círculos académicos surgieran preocupaciones por dar sustento científico a la agricultura orgánica, en diversos lugares del mundo existían agricultores que se dedicaban a esta
práctica y la realidad es que existe mucho conocimiento tradicional que
se debe tener en cuenta.
21
Manejo ecológico de plagas
Desarrollo histórico de la Agricultura Orgánica
Existe la creencia generalizada de que la agricultura orgánica nació en
Europa y se señala como punto de partida la década de los años 20 del
siglo pasado, ya que precisamente, en esos años surgen diferentes corrientes científicas que buscaban optimizar el manejo de los sistemas
agrícolas, de ahí las diferentes denominaciones que recibe actualmente
la agricultura que no sigue los patrones de la convencional o industrial.
Esas corrientes, si bien difieren en algunos aspectos, tienen elementos
comunes que las acercan y todas tratan de dar una explicación científica
a las prácticas ancestrales de la agricultura tradicional. En la tabla 1.1 se
presentan, en forma resumida, los fundamentos de las principales corrientes agrícolas (MOA, 1989; Diver, 1995; Mertos, 1996; Silguy de, 1997;
PHMC, 2001; Addison, 1998).
Críticas a la Agricultura Orgánica
Siempre que se trata el tema de la producción orgánica, prácticamente en
cualquier círculo, surgen estas preguntas: ¿Es productiva la agricultura
orgánica? ¿Es aplicable a las grandes extensiones, o sólo se limita a la
agricultura a pequeña escala? ¿Es el regreso a los sistemas agrícolas de
principios del siglo pasado?, y otras similares. El tono ha cambiando, y
en los últimos años una de las interrogantes que más se debate es ¿Puede la agricultura orgánica alimentar a todas las personas que habitan en
la Tierra?
Si los sistemas productivos basados en la agricultura orgánica significaran el regreso a la agricultura de principios del siglo pasado, evidentemente, no podrían alimentar a las personas que habitan hoy en la Tierra.
Para la implementación actual de estos sistemas se requiere poseer conocimientos profundos de ecología, biología, agronomía, etnoecología, producción animal y agroforestería, entre otros; además se necesita el uso de
la tecnología moderna. Sin tener suficientes elementos hay quienes consideran que no es productiva y que sólo es posible practicarla en fincas
pequeñas para el autoconsumo familiar. La agricultura orgánica puede
llegar a ser tan productiva como la industrial, química o convencional,
siempre que se utilicen bien todas y cada una de las prácticas recomendadas. En varios países de Europa y en Estados Unidos de Norteamérica, los
productores orgánicos cultivan predios medianos y grandes en una escala
comercial.
22
Tabla 1.1 Corrientes agrícolas no convencionales desarrolladas en el siglo XX
Corriente agrícola
Agricultura biodinámica
Año
1924
País
Austria
Fundamento
Concepto de finca como un organismo. Los elementos que la componen: minerales del suelo, materia orgánica, microorganismos, insectos, plantas, animales y
humanos, interactúan para crear un todo coherente y armónico. Importancia del
humus para mantener la fertilidad del suelo. El desarrollo de enfermedades de las
plantas como consecuencia de deficiencias de nutrientes y otros elementos en el
suelo. Uso de preparados biodinámicos (preparados a partir de plantas y utilizados en la preparación de compost).
Albert Howard
(1873-1947)
1931
Inglaterra
La verdadera fertilidad de los suelos debe apoyarse sobre un amplio suministro de
materia orgánica y de elevados niveles de humus. Relación entre la fertilidad del
suelo y sanidad vegetal y animal. Visión ecológica, integradora y sistemática de la
agricultura.
Mokiti Okada
(1882-1955)
1935
Japón
La armonía y prosperidad de los seres humanos y de todos los tipos de vida posibles, pueden ser aseguradas a través de la preservación del ecosistema, obedeciendo las leyes de la naturaleza y sobre todo a través del respeto al suelo. El
problema básico de la agricultura es el desconocimiento de la verdadera naturaleza del suelo.
Agricultura orgánica
J. I. Rodale
(1898-1971)
1940
USA
Continuador de las teorías de Sir A. Howard. Su filosofía se basa en que los alimentos orgánicos promueven la salud de las personas, a la vez que las técnicas
orgánicas utilizadas para producirlos, aumentan la fertilidad natural de los suelos.
Estimula las prácticas agrícolas que favorecen el bienestar económico y social en
un ambiente sano.
Agricultura biológica
Claude Aubert
1970
Francia
Observación y respeto de las leyes de la vida, que consiste en no alimentar a las
plantas directamente con fertilizantes solubles, y permitir que la vida del suelo sea
quien elabore y suministre a las plantas todos los elementos que éstas necesitan.
Años 70
Australia
Abarca todos los aspectos de los asentamientos humanos y no sólo la agricultura.
Es la adaptación sostenible de una sociedad a su base de recursos. Es una ciencia y una ética del cuidado de la Tierra.
1981
USA
Visión de la agricultura orgánica que incorpora a los sistemas agrícolas las tendencias regeneradoras de la naturaleza. Se basa en la optimización de los rendimientos agrícolas mientras se mantiene o aumenta la calidad y productividad de los
suelos. Soluciones innovativas a problemas ambientales, económicos y de productividad. Amplía el concepto de Agricultura Sostenible, con escaso nivel de insumos.
Agricultura orgánica
Agricultura natural
Permacultura
Agricultura regeneradora
Bill Mollison
David Holmgren
R.D. Rodale (hijo)
(1930-1990)
23
La agricultura orgánica
Representante
Rudolph Steiner
(1861-1925)
Manejo ecológico de plagas
Existe una diferencia sustancial entre la agricultura convencional y la
orgánica, y es que esta última pone el énfasis en la optimización a nivel
del sistema agroecológico, en lugar de la maximización de los rendimientos de un cultivo o de un componente del sistema. Probablemente por esa
razón, la crítica más común a la agricultura orgánica es que se obtienen
rendimientos demasiado bajos. Aunque la cuestión no estriba en cuanto
alimento se produce, pues como se sabe, hoy habitan en la Tierra 840
millones de personas que padecen hambre crónica y desnutrición (Diouf,
2003) y lo más probable es que el número aumente en los próximos años,
sin embargo, existe actualmente una sobreproducción de alimentos.
Los rendimientos en la agricultura orgánica pueden ser más bajos, iguales o más altos que en la convencional. Los críticos ponen el énfasis en
aquellos casos en que se han obtenido rendimientos más bajos. Los estudios realizados han demostrado que en los sistemas orgánicos se pueden
obtener producciones por unidad de superficie similares y aún más altas
que en los sistemas convencionales (Vasilikiotis, 2000; Stockdale et al.,
2001; Pretty, 2001). El rendimiento del maíz orgánico es similar al del
producido con plaguicidas y fertilizantes, pero con una gran ventaja, y es
que la calidad de los suelos mejora ostensiblemente en los campos bajo
manejo orgánico. En China se comparó la producción de arroz sembrado
con tecnología moderna y con tecnología tradicional, en éste último se
obtuvo 18% más de arroz por hectárea (Monbiot, 2000).
El término rendimiento, entendido como cantidad de un producto agrícola determinado por unidad de superficie, ha sido y es un parámetro
esencial para medir la productividad en la agricultura convencional. Esto
es lógico, sobre todo, cuando se refiere a sistemas en monocultivo que
son típicos de ese modelo agrícola, que como se conoce sólo producen en
un ciclo unos pocos productos “útiles” y muchos “residuos”, los cuales al
no reciclarse se acumulan y constituyen las conocidas fuentes de contaminación que convierten a esta forma de hacer agricultura en verdaderas
bombas de tiempo.
En contraste con esto, la agricultura orgánica con base agroecológica
introduce la práctica de los policultivos en los cuales se obtienen simultáneamente un mayor número de productos “útiles”, además de propiciar
el reciclaje de lo que antes era considerado “residuos contaminantes” para
beneficio de todo el agroecosistema. Así, una misma superficie cultivada
con este sistema puede producir una variada cantidad de productos, la
suma de los cuales puede sobrepasar varias veces el rendimiento total
obtenido con los métodos convencionales.
24
La agricultura orgánica
Pero lo fundamental está en que la falta de conocimientos acabados
acerca de las implicaciones de la agricultura orgánica para la producción
de alimentos y la seguridad alimentaria, hace que no se pueda valorar en
toda su magnitud la importancia de ésta. Las limitadas investigaciones
que se han llevado a cabo hasta la fecha, para estudiar las implicaciones
que tiene el incremento de los sistemas de producción orgánicos sobre la
producción global de alimentos y la seguridad alimentaria, adolecen de
serios problemas respecto a las suposiciones básicas, la disponibilidad de
datos y lo limitado del rango de factores analizados (Stockdale et al., 2001).
Para una gran mayoría están muy claros los beneficios ambientales y
económicos que se derivan de los sistemas agrícolas orgánicos, pero existen reservas en cuanto a las potencialidades de la agricultura orgánica
para garantizar la seguridad alimentaria en los países en desarrollo. Hay
una pregunta que aparece con frecuencia entre los críticos de la agricultura orgánica ¿Es conveniente la agricultura orgánica para los países del
Tercer Mundo? La revisión de la Comisión para el Desarrollo Sustentable
(CDS) del sector agrícola celebrada en marzo del 2000 reveló grandes
preocupaciones de los políticos respecto a la agricultura orgánica. El Informe del CDS menciona lo siguiente: "mientras el cultivo orgánico se ha
estado promoviendo y utilizando en varios países, otros han sido cautos
al respecto; se estima que podrían existir limitaciones y riesgos en la producción orgánica de alimentos en los países en desarrollo, y que la agricultura orgánica no debe ser considerada como una solución para las necesidades de éstos" (Scialabba, 2000).
Por tal motivo, muchos llegan a admitir que la agricultura orgánica
podría ser conveniente para los países desarrollados, pero no para los
países en desarrollo. Ellos consideran a la agricultura convencional, con
sus “tecnologías de punta”, como la única vía posible para producir alimentos, pero los efectos negativos de la crisis de la agricultura convencional se han analizado en detalle y se ha profundizado sobre la situación de
dependencia y de insolvencia económica en que se encuentran los agricultores en muchos países del mundo (Rosset, 1999). ¿Creerán los críticos de la agricultura orgánica que así opinan, qué para los agricultores del
Tercer Mundo la agricultura convencional dejará un legado diferente? La
agricultura orgánica es la más conveniente, tanto para los países desarrollados como para los países en desarrollo, porque permite hacer un uso
sostenible de los recursos; incrementa los rendimientos de los cultivos
sin la dependencia de insumos externos (semillas costosas, fertilizantes,
plaguicidas y reguladores del crecimiento, entre otros), reduce el uso de
25
Manejo ecológico de plagas
la energía y las emisiones de CO2, estimula el aumento de la biodiversidad
y asegura la protección ambiental (Stockdale et al., 2001).
El caso de Cuba es un claro mentís a esta suposición. La rápida desintegración de la Unión Soviética y del campo socialista a fines del año 1989
condujo al país a una aguda crisis alimentaria, nunca antes vista. El recrudecimiento del bloqueo por parte del gobierno de Estados Unidos de
Norteamérica hizo que la ayuda internacional fuera prácticamente nula.
Cuba no recibió ni un solo centavo del Banco Mundial, ni del Fondo Monetario Internacional, por lo que la nación cubana se vio obligada a recurrir a sus propios recursos naturales y humanos y aprendió a combinar
armónicamente el conocimiento tradicional y los adelantos científico-técnicos para impulsar la producción de alimentos básicos sin dependencia
de las importaciones. Lo más agudo de la crisis quedó atrás, la escasez de
alimentos fue superada mediante el incremento de los productos nacionales (figuras 1.1 y 1.2) (Rosset y Bourque, 2001). El movimiento de
agricultura urbana, basado casi exclusivamente, en técnicas de producción netamente orgánicas ha jugado un papel decisivo en la seguridad
alimentaria del pueblo cubano. En el libro “Transformando el campo cubano: avances de agricultura sostenible” (Funes et al., 2001) aparece documentada parte de esta experiencia.
SITUACIÓN DE AMÉRICA LATINA RESPECTO A LA
PRODUCCIÓN ORGÁNICA.
La agricultura orgánica creció rápidamente en la década de los 90. Se
estima que del 1% al 3% de los alimentos producidos a nivel mundial son
orgánicos, y se espera que este porcentaje alcance un 15% para el año
2005. En la actualidad, la superficie dedicada a la agricultura orgánica
asciende aproximadamente a 16 millones de ha. De ella, 48.5% se encuentra en Oceanía, 23.58% en Europa, 20.02% en América Latina, 7.42%
en América del Norte, 0.33% en Asia y 0.14% en África. El país que cuenta con una mayor superficie agrícola dedicada a los cultivos orgánicos es
Australia, con 7.6 millones de hectáreas (prácticamente el 50 % de toda la
superficie agrícola con estos cultivos en el mundo). Le siguen Argentina,
con tres millones de hectáreas, e Italia y Estados Unidos con cerca de un
millón de hectáreas. En los casos de Australia y Argentina, esta gran superficie corresponde a praderas (Eguillor, 2001).
Cuando se pretende profundizar en la situación de América Latina respecto a la producción orgánica, se encuentra que no existen datos confiables
26
La agricultura orgánica
1.1
1.2
Figuras 1.1 y 1.2
1.2. Mercado agropecuario. Tulipán y Boyeros. Municipio Plaza de la Revolución.
Ciudad de La Habana
debido a la ausencia de estadísticas regulares, una situación típica de los
países en desarrollo. Otro aspecto que hace más crítico el asunto es que la
producción orgánica no certificada, generalmente, no se registra.
En el Programa de Agricultura Orgánica de la FAO a mediano plazo,
para el quinquenio 2002-2007 (FAO, 2001) se consideraron entre las vertientes principales; “establecer sistemas de información y redes para la
producción, conservación, elaboración, etiquetado y comercialización de
productos orgánicos”. Éste tiene como objetivos presentar información
fiable, accesible y de buena calidad para tomar decisiones informadas en
materia de agricultura orgánica. Se espera que con la ejecución de ese
Programa y las medidas que están adoptando algunos países (Argentina,
Costa Rica, Uruguay, Chile, Cuba) se resuelvan las dificultades estadísticas que existen.
De los 139 países en que aparece registrada la producción orgánica
certificada, 34 son latinoamericanos, de éstos se considera que 13 están
en un nivel relativamente avanzado y que 21 se encuentran en un nivel
incipiente de desarrollo (García, 2002). Entre las limitantes para la producción orgánica en Centroamérica se encuentran que, en general, los
alimentos orgánicos son producidos por agricultores grandes y comercializados por intermediarios internacionales, y que existe escaso apoyo gubernamental a la agricultura orgánica (Scialabba, 2000). Esta situación se
repite en América del Sur.
Hay un grupo de obstáculos que están frenando el desarrollo perspectivo
de la agricultura orgánica. Entre los que tienen que ver con la posibilidad
de acceso a los mercados externos y al desarrollo de los mercados locales
27
Manejo ecológico de plagas
y nacionales están: la falta de regulaciones o legislaciones en la mayoría
de los países, la falta de empresas certificadoras acreditadas
internacionalmente y la creación o perfeccionamiento (en caso de existir)
de una infraestructura adecuada. Otros obstáculos que impiden el aumento de la superficie cultivada son la ausencia de políticas gubernamentales de apoyo o las deficiencias de algunas de las existentes, así como el
escaso desarrollo y extensión de tecnologías apropiadas (Kilcher, 2001).
SITUACIÓN DE LA AGRICULTURA CUBANA RESPECTO A LA
PRODUCCIÓN ORGÁNICA
La diversidad de condiciones en que se desarrolla la producción agraria
cubana hace que coexistan múltiples sistemas de producción, entre los
más característicos están: sistema de agricultura extensiva con aseguramiento de insumos y con bajos insumos, sistema de agricultura intensiva convencional, sistema de agricultura urbana, sistema de producción
orgánica, sistema de agricultura de montaña, sistemas agroforestales y
silvopastoriles y sistemas integrales agroecológicos (Companioni, 2003).
Un elemento común a todos estos sistemas es la búsqueda de la
sostenibilidad, la cual es la base que da unidad al sistema agrario del
país.
La agricultura cubana se encuentra en una etapa de sustitución de
insumos o de conversión horizontal (producción con menos insumos
agroquímicos, técnicas para la recuperación de suelos, manejo integrado de plagas basado en el control biológico, entre otros). Esta fase ha
sido y es de gran importancia en la solución de la problemática actual y
crea las bases para ir consolidando la aplicación de la agricultura orgánica en los sistemas agropecuarios a mayor escala (Funes et al., 2001).
Cuba es, probablemente, el mejor ejemplo de apoyo gubernamental,
a gran escala, a la agricultura orgánica al constituir ésta parte integral de
la política agrícola. El Ministerio de la Agricultura estableció en el 2002
una Estrategia Nacional para el Desarrollo de las Producciones Orgánicas que tuvo como primera acción la constitución de un Comité Nacional de Producciones Orgánicas. El desarrollo de la agricultura orgánica
no padece de la falta de incentivos que son típicos de las políticas agrícolas convencionales. De hecho, la producción orgánica apoyada por el
Estado no tiene que competir con la comida importada más barata, ni
los agricultores están sujetos a presiones para que utilicen insumos agrícolas sintéticos (Scialabba, 2000). Este caso encierra una enseñanza in28
La agricultura orgánica
discutible sobre la autosuficiencia y las políticas y métodos de producción orgánica, que podría servir de modelo a otros países de América
Latina que enfrentan crisis agrícolas y alimentarias similares (Rosset y
Bourque, 2001).
En Cuba, como en ningún otro país de la región, existe un escenario
propicio para el establecimiento de sistemas de producción orgánicos a
escala nacional. Están dadas las condiciones para que la sociedad cubana se convierta en una de las primeras sociedades sostenibles del siglo
XXI, esto es esencial, pues muchos de los requerimientos necesarios
para hacer agricultura orgánica desde una dimensión socio-económica y
ecológica están implícitos en el sistema político-económico cubano. Por
ejemplo, la cuestión esencial del acceso a la tierra; se hicieron dos Reformas Agrarias: La Primera Ley el 17 de mayo de 1959, la Segunda el 3
de octubre de 1963 (Valdés, 2003), y en la década del 90 se realizó una
redistribución de las tierras estatales, las que se entregaron en usufructo gratuito, con lo que se crearon las Unidades Básicas de Producción
Cooperativa (UBPC).
Por otra parte el sistema de agricultura urbana ha dado lugar a la producción local de alimentos, en áreas urbanas y periurbanas (figuras 1.3 y
1.4). Aunque la agricultura urbana no fue concebida con el objetivo de
producir alimentos orgánicos la realidad es que en la mayor parte de los
huertos y organopónicos se produce con técnicas orgánicas sostenibles y
todo esto en un contexto en que el Estado protege al medio ambiente y
los recursos naturales del país. Al respecto se destaca que en 1997 se
aprobó la Ley 81 de Medio Ambiente (Cuba, 1997) y existe una Estrate-
1.3
1.4
Figura 1.3 Organopónico en municipio Playa, Ciudad de La Habana. F
igura. 1.4
Figura.
Parcela La Joya. Patio de referencia nacional, municipio San José de las Lajas, La Habana
29
Manejo ecológico de plagas
gia Ambiental Nacional, en la que están muy bien identificados los problemas del suelo, del agua y su conservación (CITMA, 1997).
En lo que respecta al desarrollo tecnológico y la investigación hay que
destacar los tres Programas Nacionales de Investigación que se desarrollan actualmente, -Producción de alimentos para la población por métodos sostenibles, Producción de alimento animal por vías biotecnológicas
y sostenibles y Desarrollo sostenible de la montaña- y el Programa Ramal
de Investigación en Agricultura Orgánica en el que participan 21 instituciones científicas. Existen metodologías de manejo ecológico, que se aplican desde hace varios años, como las alternativas para la nutrición orgánica, soluciones ecológicas a plagas, enfermedades y malezas (Pérez y
Vázquez, 2001), se extiende la práctica de los cultivos asociados, el uso
de tecnologías de manejo en sistemas de cultivo y animales (FunesMonzote, 1998) y técnicas ecológicas para el laboreo y conservación de
los suelos (Funes et al., 2001) (figura 1.5).
Los recursos materiales y el conocimiento humano para la aplicación
de estas metodologías están garantizados. Se han realizado cambios en
los programas de estudio en los diferentes niveles educacionales, desde la
Figura 1.5 Uso de animales en la preparación de suelo. Finca Mil Rosas del municipio Bejucal,
provincia La Habana
30
La agricultura orgánica
primaria hasta la universitaria. Se extiende la divulgación sobre el cultivo
orgánico y se enfatiza en el desarrollo de hábitos alimentarios más sanos.
De los programas agrícolas exitosos que tienen como base la producción
orgánica, además de la agricultura urbana, están la popularización del
cultivo del arroz, plantas medicinales, y más recientemente la producción
de azúcar y frutas orgánicas.
Producción orgánica certificada
En el 2002 la superficie dedicada a la producción orgánica certificada fue de
unas 7 000 ha, Cuba está en condiciones de colocar en el mercado internacional seis productos orgánicos: frutas cítricas, café, cacao, miel, azúcar de
caña y sábila (Pérez, 2003). Pequeñas cantidades de algunos de éstos han
sido exportadas.
Cítricos. Se están ejecutando dos proyectos, uno de éstos está dirigido a la
certificación de fincas pequeñas en condiciones de montaña y de aquellas
que surgieron después del proceso de redimensionamiento de las grandes
empresas; el otro proyecto tiene como objetivos el desarrollo del proceso
de conversión en plantaciones comerciales a plantaciones orgánicas, en una
superficie de unas 300 ha (Cuba, 2002a). Los cítricos orgánicos se comercializan como fruta fresca y en forma de jugos, las principales plantaciones
se encuentran en las provincias de La Habana, Cienfuegos, Ciego de Ávila,
Granma, Guantánamo y el Municipio Especial Isla de la Juventud. En la
mayoría de las plantaciones cítricolas del país no se aplican plaguicidas
químicos ni fertilizantes inorgánicos desde hace más de una década, por lo
que están en condiciones de someterse a un proceso de certificación
(Companioni, 2003).
Café y cacao. En las provincias orientales del país se encuentran en producción orgánica certificada 4 850 ha de cafeto y 1 369 ha de cacao, el
número de productores involucrados es de 2 016 y 2 215 respectivamente,
el café se exporta a países europeos y Japón (Cuba, 2003).
Miel. La producción de miel orgánica se realiza en localidades donde se
desarrollan producciones agrícolas orgánicas certificadas, fundamentalmente
en zonas cafetaleras y cítricolas, en el 2002 el número de colmenas certificadas ascendía a más de 17 000 (Cuba, 2003).
Azúcar de caña. La producción de azúcar se realiza en un complejo
agroindustrial de la provincia de Villa Clara; en el 2002 se produjeron
4 600 t de azúcar orgánica (Cuba, 2002b), cuyo mercado es fundamentalmente Europa.
31
Manejo ecológico de plagas
Plantas medicinales. Hasta fines de 2002 se habían certificado 3 ha de
sábila, actualmente se exportan entre 5.5-6.0 t/año hacia Italia y Alemania; el plan perspectivo es llegar hasta la 10 ha, de forma que se puedan
producir como promedio 20 t/año para el 2005 y ampliar el mercado hacia otros países de la Unión Europea y Canadá (Cuba, 2002a).
ESTUDIO DE CASO: PROYECTOS FAROS
AGROECOLÓGICOS
Entre 1994 y 1999 se desarrollaron en el país los primeros proyectos
agroecológicos para la agricultura sostenible, entre los que se encuentran: Proyecto SANE (Sustainable Agriculture Networking and Extention)
del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), Proyecto Producción Agropecuaria en Faros Agroecológicos de CPAs y Proyecto
Manejo agroecológico de la producción de alimentos en el sector cooperativo, del Programa Producción de alimentos por métodos sostenibles, del
Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente (CITMA). Estos dos
últimos se desarrollaron posteriormente para garantizar la continuidad
del primero y fortalecer los logros obtenidos.
En 1994, Cuba se inserta en el Programa SANE, cuya primera fase se
estableció en varios países de África, América Latina y Asia. En América
Latina los países seleccionados fueron: Perú, El Salvador y Cuba (Altieri,
1998). El proyecto SANE-Cuba fue el primero que se ejecutó en el país
con esa finalidad. Para su aplicación se seleccionaron varias áreas de trabajo: tres Cooperativas de Producción Agropecuaria (CPA) en la provincia de La Habana y un Politécnico Agropecuario. La capacitación dirigida
a profesionales, técnicos y agricultores fue una de las actividades
priorizadas (Treto et al., 1997).
En cada CPA, después de la realización del diagnóstico, los agricultores, en acuerdo con el equipo técnico, escogieron una finca que sería el
Faro Agroecológico donde se aplicarían las técnicas agroecológicas seleccionadas: prácticas de labranza conservacionistas (sin inversión del prisma de suelo), incorporación de residuos, tracción animal, uso de abonos
verdes, aplicación de materia orgánica, rotación de cultivos, diversificación, arborización en los caminos y guardarrayas, uso de policultivos,
manejo de la vegetación espontánea benéfica, control biológico de plagas
y la inclusión del componente animal; esta última se seleccionó sólo para
la CPA “28 de Septiembre” (Treto et al., 1997; SANE, 1999; García et al.,
1999; Fundora et al., 2000).
32
La agricultura orgánica
Resultados obtenidos
Productivos-Económicos. El proyecto SANE-Cuba permitió iniciar la
implementación de sistemas de producción agroecológicos en CPA de la
Asociación Nacional de Agricultores Pequeños (ANAP) (Treto et al.,
1997). Se demostró que es posible implementar en la práctica fincas
agroecológicas, y obtener rendimientos similares y en ocasiones superiores en comparación con fincas bajo métodos convencionales, así como
obtener ganancias económicas y mejorar la fertilidad natural de los suelos. Fue posible diversificar la producción en las fincas, se incrementó el
número de cultivos de 2 y 3 cultivos/año hasta 9 a 11 cultivos/año. En
los Faros Agroecológicos se logró incrementar los rendimientos en promedios de 7 a 14 t/ha en comparación con los sistemas convencionales.
Se comprobó que los abonos verdes constituyen una práctica económicamente viable. Las investigaciones realizadas demostraron que es posible disminuir en un 50 % o eliminar las aplicaciones de plaguicidas.
Como resultado de la disminución del consumo de plaguicidas y fertilizantes, superficie sin sembrar y el uso de policultivos (figuras 1.6, 1.7 y
1.8) aumentó la producción total por hectárea con una relación favorable de ingresos, gastos y utilidades en los Faros respecto a las CPA y se
incrementó la estabilidad económica de los sistemas. En la tabla 1.2 se
presenta un grupo de indicadores productivo-económicos de la CPA “Jorge Dimitrov” (Treto et al., 1997; SANE, 1999; García et al., 1999; Fundora
et al., 2000).
Ambientales. Se introdujeron prácticas agroecológicas para el manejo de
los suelos y los organismos nocivos, las cuales están acordes con la conservación del medio ambiente: rotación, abonos verdes, policultivos, aplicaciones de materia orgánica, laboreo mínimo del suelo, agroforestería,
agentes de control biológico. Se diversificó la producción agrícola, aumentó el número de cultivos por año y el uso de los policultivos, así como
disminuyó la superficie sin sembrar. Se establecieron prácticas de conservación para el incremento de la fertilidad natural del suelo, en especial la
rotación de cultivos con gramíneas y leguminosas, lo que garantizó una
mayor estabilidad de la materia orgánica del suelo (SANE, 1999).
Uno de los logros más notables fue la drástica reducción en el uso de
plaguicidas químicos y los cambios efectuados en el manejo de los cultivos. El aumento gradual de la biodiversidad y la estimulación de los mecanismos naturales de regulación de los organismos nocivos figuran en33
Manejo ecológico de plagas
1.6
1.8
1.7
Figuras 1.6, 1.7 y 1.8 Zanahoria, col y cebollino intercalados en plátano. La siembra de cultivos intercalados entre hileras de plátano, en campos en fase de fomento es una práctica habitual
en la agricultura cubana (CPA "Gilberto León" del municipio San Antonio de los Baños, La
Habana)
tre los beneficios más importantes (Pérez y Gómez, 1999a, 1999b). En la
CPA “Jorge Dimitrov” se produjo, en el año 1996, una reducción en el uso
de plaguicidas del 43 % con respecto al año 1995; la aplicación de plaguicidas
(fungicidas, insecticidas y herbicidas) disminuyó de 24.3 kg/ha a 13.85 kg/ha
(producto comercial) y en el Faro Agroecológico, a partir de 1996 no se
aplicaron plaguicidas y las aplicaciones de medios biológicos fueron reducidas al mínimo (Pérez et al., 1998; Pérez y Gómez, 1999b). Con este manejo,
es de esperar la disminución del riesgo de contaminación ambiental, con la
correspondiente repercusión sobre la salud humana y animal (Treto et al.,
1997, SANE 1999, García, et al., 1999; Fundora et al., 2000).
34
La agricultura orgánica
Tabla 1.2 Indicadores productivo-económicos en Faro agroecológico y CPA “Jorge
Dimitrov”
Indicadores
Superficie ha
Nº trabajadores fijos/año
Rendimiento t/ha
Producción de nutrientes
Energía (Mcal/ha)
Proteína (kg/ha)
Personas que alimenta una ha
Energía
Proteína
Vegetales
Aplicación de insumos químicos
N (kg/ha/año)
P
K
Plaguicidas
Ganancias $/ha
Costo por peso producido
CPA
165
57
13.8
Faro
6.0
2
19.1
8441
205
8926
277
8.2
8.0
69.0
9.1
10.8
46.9
253
13
27.1
6.6
1701
0.6
0.0
0.0
0.0
0.0
1738
0.28
Sociales. Se logró conformar un equipo técnico multidisciplinario, en el
que participaron especialistas de diferentes instituciones científicas, docentes y productivas, y agricultores de la ANAP. El equipo adquirió experiencia en el diagnóstico y diseño de sistemas agroecológicos y en su conducción y evaluación, así como en técnicas para la investigación
participativa en campos de agricultores, lo cual es fundamental para capacitar y entrenar a otros equipos de trabajo con la finalidad de difundir y
extender esta experiencia. El estilo de trabajo con una visión holística,
integral y multidisciplinaria, coordinado entre investigadores, académicos y agricultores, tuvo un impacto muy positivo en todas las instituciones involucradas en las que había prevalecido el trabajo por especialidades.
El desarrollo del proyecto SANE permitió acelerar la promoción, divulgación y extensión de la Agroecología en las esferas productivas,
investigativas y docentes. Se produjo un proceso de difusión de las técnicas agroecológicas hacia otras áreas de las CPA involucradas. Se elevó el
nivel de conocimiento del campesinado sobre dichas prácticas. Los métodos utilizados incentivaron la capacidad de los agricultores de pensar por
sí mismos y de desarrollar sus propias soluciones (Treto et al., 1997; SANE,
35
Manejo ecológico de plagas
1999). Este proceso de innovación por parte de los agricultores de los
Faros repercutió en el resto de los cooperativistas y se extendió a otras
CPA de la provincia La Habana. Según Pretty (1995) estos cambios en la
enseñanza y diseminación de las técnicas orgánicas constituyen un aspecto esencial para la implementación de sistemas de producción orgánicos.
Las actividades de capacitación (conferencias, talleres, días de campo,
cursos y diplomado de postgrado), desarrolladas en varias provincias contribuyeron a una amplia difusión y extensión del conocimiento
agroecológico, condición básica para la conversión hacia sistemas de producción orgánicos sostenibles (Lampkin y Measures, 1995). Se logró una
sensibilidad mayor con la problemática agroecológica, que se expresó en
la elevación del interés, conocimiento y manejo agroecológico. Los campesinos expresaron un acercamiento creciente a las posiciones de la agricultura sostenible y se pudo apreciar, en muchos casos, una concientización
real con la problemática y no actitudes determinadas por la crisis económica y la falta de recursos que repercute en la agricultura (Treto et al.,
1997; SANE, 1999; García et al., 1999; Fundora et al., 2000).
En la evaluación del grado de implementación de los objetivos propuestos y su impacto a nivel internacional se concluyó que Cuba se encontraba entre los países de mejor desempeño y cumplimiento. Esto se
debió, entre otras causas, al apoyo que el Estado brindó y a la vinculación
estrecha entre las diversas instituciones que coadyuvaron a la buena marcha del proyecto y a la obtención de los resultados previstos. De acuerdo
a los datos que se reflejan en la tabla 1.3, se lograron impactos sustanciales en aspectos tales como: el nivel de independencia y autonomía dado
por la reducción de insumos externos, la capacidad de innovación, seguridad alimentaria, la diversificación de la producción, el manejo orgánico
del suelo, la protección de plantas, la implementación de las fincas
agroecológicas, la diseminación del conocimiento agroecológico y la colaboración entre instituciones (Altieri, 1998).
En lo que respecta a facilidades en políticas del medio ambiente, hay
que considerar que las conclusiones del proyecto SANE fueron elaboradas y publicadas a unos escasos meses después de ser aprobada la Ley 81
de Medio Ambiente en 1997. En estos momentos las políticas
medioambientales están más perfiladas, y los instrumentos legales para
hacer cumplir las mismas están establecidos.
Se elaboró una Estrategia Ambiental Nacional y ésta fue ajustada a las
características de las diferentes instancias y niveles que corresponde. Por
otra parte, la ANAP, en el Pleno Anual correspondiente al año 2002, acor36
La agricultura orgánica
Tabla 1.3 Estimación de los progresos del Proyecto SANE-PNUD (Altieri, 1998)
Países
Cuba Perú Salvador Mali Uganda Camerún Senegal Asia
Metas internas
Independencia y autonomía:
reducción de insumos externos,
capacidad de innovación
!
!
"
"
"
"
"
n.a.
Seguridad alimentaria
!
!
"
"
"
"
"
n.a.
Conservación y recuperación del
medio
"
"
"
"
"
"
"
n.a.
Técnicas agroecológicas:
Conservación del agua y suelo
"
!
"
!
"
"
#
Conservación de la base genética
in situ
#
!
"
"
"
"
#
Diversificación de la producción
!
"
"
"
"
"
"
n.a
Integración animal
!
"
#
"
"
"
"
#
Manejo orgánico del suelo
!
"
!
"
"
"
!
Protección de plantas
!
"
"
"
"
"
!
Agroforestería
"
"
"
#
"
!
#
Sistemas de fincas con manejo
agroecológico
!
"
"
"
"
"
"
n.a
Metas externas
Técnicas agroecológicas a otros
campesinos, técnicos, etc.
!
!
!
$
$
$
$
!
Diseminación y difusión en la
adopción de técnicas
agroecológicas en otros sitios
!
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Colaboración con instituciones de !
investigación, ONG, universidades, etc.
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Mercado local
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Mercado a distancia
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Capacidad institucional
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Facilidades en políticas del medio
ambiente
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Avanzada, ampliamente implementada, impacto sustancial, bien desarrollada.
Nivel de implementación en progreso o medio, impacto notable, no bien desarrollado
Justamente iniciado, bajo nivel de implementación, impacto insignificante, no desarrollado
n.a. No avanzado, no desarrollado
37
Manejo ecológico de plagas
dó como política oficial del campesinado cubano el establecimiento de
sistemas agrícolas agroecológicos. El sector cooperativo y campesino ocupa
el 22 % de las tierras agrícolas del país, más de millón y medio de hectáreas de suelos productivos y potencialmente aptos para sustentar una
explotación económica eficiente (Álvarez, 2001); los campesinos contribuyen con un porcentaje elevado, a la producción total de alimentos, de
ahí la importancia de esa decisión.
La implementación de sistemas agrícolas orgánicos sostenibles es un
proceso con múltiples etapas que afecta a sus diversos componentes, a
cada uno de éstos corresponde una categoría según su importancia, así,
los organismos plaga, por ejemplo, son considerados sólo como una variable en ese proceso. ¿Qué significado tiene esta idea? Significa que al
problema de las plagas no se le puede buscar una solución que se dirija
estrictamente a resolver éste de una manera puntual. Esta idea permite
diseñar estrategias de manejo más armónicas, que consideran el conjunto
de componentes y variables y sus diversas interrelaciones, otorgándoles a
cada una la importancia relativa que realmente tienen. La esencia es que
no se pueden establecer programas exitosos de manejo ecológico de plagas en el tiempo sin tener en cuenta los otros componentes y variables
del sistema agrícola. El manejo ecológico de plagas por sí sólo no hace
sostenible al sistema agrícola, pero su ausencia convierte en quimera este
objetivo.
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42
La agricultura orgánica
Capítulo II
EL PROBLEMA DE LAS PLAGAS
INTRODUCCIÓN
Hace más de 60 años que se comenzaron a producir y comercializar los
plaguicidas de síntesis química, con la esperanza de encontrar una solución
a los problemas que en aquel entonces se presentaban con las plagas. La
realidad muestra resultados bien diferentes a los esperados. Independientemente de que globalmente se aplican aproximadamente tres millones de
toneladas de plaguicidas cada año las pérdidas por ataque de plagas superan el 40 % (Pimentel, 1998). El control químico ha estado en el centro de
la atención desde la aparición de los plaguicidas hasta el presente. Esa situación se ha mantenido, aunque hace más de 30 años se enunciaron los
principios del Manejo Integrado de Plagas. Muchos de los programas de
manejo de plagas que se diseñan basados en el control químico no tienen
en cuenta las múltiples interrelaciones entre las posibles plagas y otros
componentes del agroecosistema y se dirigen a resolver un problema particular. Esta concepción es una de las primeras barreras que hay que romper
para enfrentar el problema de las plagas. En este capítulo se discute acerca
de la validez ecológica del concepto de plaga; se analizan varias de las causas por la que un organismo adquiere la categoría de plaga: el monocultivo,
el uso intensivo de plaguicidas, el uso intensivo de fertilizantes y la introducción accidental o deliberada de organismos no nativos, además se describen las etapas por las que ha transitado la Protección Vegetal en Cuba.
CONCEPTO DE PLAGA
Existe la costumbre generalizada de pensar en los insectos cuando se
hace referencia a un organismo plaga. Esto es así porque históricamente
43
Manejo ecológico de plagas
el término se utilizó para referirse justamente a los insectos. En la actualidad, y en este texto, bajo esa denominación se incluye cualquier organismo que en un momento dado pueda causar daño, desde los más inferiores como los hongos, bacterias y nematodos, hasta los más evolucionados mamíferos.
El término plaga es un concepto antrópico, que evolucionó desde un
juicio ético-religioso hasta la concepción economicista actual. La preocupación por las plagas ha sido una constante en la historia de la humanidad. No son pocas las hambrunas, que desde los tiempos bíblicos se han
relacionado con los ataques de plagas. En Éxodo 1013, segundo libro del
Antiguo Testamento, se describen las 10 plagas que cayeron sobre los
egipcios, tras la elección de Moisés por Dios para encabezar la salida de
los israelitas de Egipto. El octavo suplicio egipcio era la plaga de las langostas, “Moisés extendió su brazo sobre Egipto, y el Señor hizo venir un viento del
este que sopló sobre el país todo el día y toda la noche. Al día siguiente, el viento del
este había traído las langostas, las cuales invadieron todo el país. Nunca antes
hubo, ni habrá después, tantas langostas como en aquel día, pues cubrieron la
tierra en tal cantidad que no se podía ver el suelo, y se comieron todas las plantas
y toda la fruta que había quedado en los árboles después del granizo. No quedo
nada verde en ningún lugar de Egipto: ni en el campo ni en los árboles” (Sociedades Bíblicas Unidas, 1989). La langosta del norte de África, Schistocerca
peregrina (Forskal) es la que se sospecha pudiera ser la mencionada en la
Biblia.
Esta historia bíblica, refleja como en tiempos pasados existían inquietudes éticas respecto al fenómeno de las plagas en la agricultura, de modo
que se asociaban los brotes de plagas con perturbaciones de las relaciones
morales entre los seres humanos. Las plagas se evaluaban como castigo
por insensibilidad moral de los hombres.
Un organismo1 cualquiera es considerado plaga cuando causa daño al
hombre, a sus cultivos, animales o a la propiedad. En términos agrícolas,
se clasifica como plaga cuando el daño que causa al cultivo o a los animales es suficiente para reducir el rendimiento y/o calidad del producto cosechado, en una cantidad tal que es económicamente inaceptable para el
productor (Dent, 1993).
Hasta el presente, de toda la fauna identificada mundialmente cerca
del 60 % son insectos. El número de especies de insectos y
microorganismos no identificados es de cientos de millones y de éstos,
1
Los virus aunque no se consideran organismos se incluyen en la categoría de plaga.
44
El problema de las Plagas
solo unos pocos cientos son considerados plagas (Benbrook et al., 1996).
Se ha estimado que 67 000 especies de organismos nocivos atacan los
cultivos agrícolas en diferentes partes del mundo. En general, solamente
5 % de éstos son considerados como plagas principales (Pimentel, 1993).
En la práctica la categoría de plaga se aplica a cualquier organismo que
en un momento dado pueda provocar un daño, independientemente de la
magnitud de éste, pero se da el caso para algunas especies consideradas
plagas de actuar como tal en una circunstancia dada, y en otras como
organismos no perjudiciales, como puede suceder con los insectos, la vegetación espontánea y determinados microorganismos, entre los que se
incluyen hongos y bacterias. Por ejemplo, los hongos como grupo en una
comunidad o ecosistema, pueden ocupar diferentes niveles tróficos; y en
dependencia de cual ocupen son catalogados como nocivos o no por el
hombre, aun perteneciendo al mismo género, y en ocasiones hasta a una
misma especie. Entre los hongos se pueden identificar los saprofitos, los
patógenos de las plantas, los antagonistas y los entomopatógenos. En
algunos géneros se puede dar el caso de encontrar todas esas categorías,
como ocurre con Verticillium.
Otro ejemplo para pensar es el de las hormigas y termitas, las cuales se
caracterizan por sus elevadas poblaciones y son consideradas plagas en
muchos lugares del mundo. Se ha estimado que representan el 20 % de la
biomasa animal total de la Tierra (Ramel, 1996 citado por Benbrook et al.,
1996). Es muy probable que en los ecosistemas tropicales, junto con las
avispas, representen más de la mitad de la biomasa total de insectos presentes, jugando un papel decisivo en el reciclaje de ésta y en la cadena
alimentaria que soporta el reino animal. Por esto, a pesar de su categoría
como organismo plaga, es indudable que son esenciales para el funcionamiento de los ecosistemas (Benbrook et al., 1996).
Por otra parte, muchas especies de hormigas son depredadoras y se
trasladan desde la vegetación natural a los campos de cultivo para practicar el forrajeo y garantizar la alimentación. Por ejemplo, en Cuba es una
práctica tradicional el traslado de nidos de hormigas del género Pheidole a
los campos de cultivo para el control de plagas de insectos. Esta práctica
no se limita a las fincas o cooperativas de campesinos, sino que es extensiva a gran parte de las áreas cultivadas donde se siembran o plantan
cultivos que pueden ser hospedantes de las plagas que se regulan en presencia de estas hormigas (Pérez, 1996).
En términos ecológicos el concepto plaga no existe, lo que sucede es
que los organismos ocupan diferentes posiciones en la cadena trófica y
45
Manejo ecológico de plagas
sus poblaciones se regulan en un ambiente dado en función de la abundancia del alimento y de sus enemigos, en condiciones naturales no existen plagas sino sólo consumidores que viven a expensas de productores.
El aumento de las poblaciones de los organismos considerados plagas
es una solución que la naturaleza encuentra para resolver un desequilibrio existente. Por ejemplo, un monocultivo no es una situación natural,
es un desequilibrio de la población vegetal, esta situación la naturaleza
tiende a resolverla mediante la regulación de esos individuos, en este
caso el vegetal. En los monocultivos se manifiestan problemas con la nutrición, las denominadas malezas que compiten con la planta de cultivo y
los depredadores de todo tipo, algunos de los cuales entran en la categoría antrópica de plaga. Bajo condiciones naturales se pueden encontrar
ecosistemas de baja diversidad vegetal “semejando monocultivos” donde
existen fitófagos y otros organismos en poblaciones elevadas, estos generalmente se alimentan de los individuos mas débiles y prestan un servicio
inapreciable en la selección natural, coevolucionando con estas plantas.
Como se evidencia, el término plaga, tal como el hombre lo aplica, carece
de validez ecológica (Metcalf y Luckman, 1990).
SITUACIÓN QUE ENFRENTA LA AGRICULTURA
CONVENCIONAL RESPECTO A LAS PLAGAS
Apenas transcurridos unos pocos años a partir del momento en que se
inició la producción industrial de plaguicidas, comenzaron a manifestarse
los efectos nocivos de éstos sobre el ambiente y la salud. En 1962 se publicó “Silent Spring” (Primavera Silenciosa), de Rachel Carson; este libro es
una advertencia elocuente y urgente sobre los peligros de los plaguicidas
sintéticos, y hoy, a 42 años de su publicación, continua vigente, pues tristemente muchas de las advertencias hechas se han convertido en realidad
(Carson 1980). Theo Colborn, John Peterson Myers y Dianne Dumanoski
escribieron en 1994 “Our Stolen Future”, que en 2001 fue publicado en
español con el titulo “Nuestro Futuro Robado”. Este libro es de una importancia trascendental, pues plantea nuevas interrogantes acerca de las sustancias químicas sintéticas y el futuro de la vida sobre la Tierra.
Los brotes intensos de plagas a finales de los años 50 del siglo pasado,
especialmente en el cultivo del algodonero, condujeron a pensar en una
nueva concepción para el control de plagas. En esa década se discuten y
formulan las ideas principales del entonces denominado Control Integrado (Bartlett, 1956), que dio origen al actual Manejo Integrado de Plagas
46
El problema de las Plagas
(MIP). El MIP representó un cambio completo en la filosofía del control
de plagas, cambio que fue de la erradicación al manejo. Desde el surgimiento del concepto se ha hecho énfasis en que el objetivo central del
MIP es resolver los problemas de plagas para lograr maximizar los rendimientos y a la vez, reducir el uso de plaguicidas; esto se ha logrado en
algunos cultivos para determinados organismos, pero en general, a pesar
de la gran cantidad de programas de MIP que se han implementado en
numerosos países, la tendencia que prevalece es la de aumentar el uso de
plaguicidas. Basta con revisar las estadísticas para comprobar esto. Las
ventas de plaguicidas oscilan entre periodos de estancamiento y los de
real crecimiento (Jeger, 2000). Entre los años 1994 y 2001 las ventas
globales de plaguicidas oscilaron alrededor de los 30 000 millones de
dólares (Allison, 2002).
Según estimados de la Organización Mundial de la Salud (OMS), cada
año ocurren en el mundo aproximadamente tres millones de casos de
intoxicaciones agudas por plaguicidas. Se estima que otros que no se notifican sean de agudos a leves. Estas intoxicaciones causan 220 000 defunciones por año. Al respecto un lugar donde se presenta una situación
muy crítica es Centro América, que ha devenido una de las regiones de
mayor consumo de plaguicidas del mundo; aumentó en ocho años en más
del doble, de 18 000 t en 1992 a 45 000 t en el 2000 (Rosenthal, 2002). En
una investigación realizada por la Organización Panamericana de la Salud, para estimar los casos de envenenamiento no reportados en la región, en la que se utilizaron técnicas de captura y recaptura estadística
(de las que se emplean normalmente para estimar las poblaciones de animales salvajes) comparando el número de envenenamientos notificados
con la población general censada para ese período, se encontró lo siguiente (Murray et al. 2002):
•
•
•
•
el 98% de los de envenenamiento con plaguicidas no se informan
el 76% de los afectados son trabajadores del sector agrícola
el índice de envenenamiento anual es de 400 000 victimas
el 5 % de las personas expuestas presentaron síntomas de envenenamiento
• Los plaguicidas responsables de la mayoría de los envenenamientos en los siete países de la región Centroamericana son: aldicarb,
fosfuro de aluminio, carbofuran, chlorpyrifos, endosulfan,
ethoprophos, methamidophos, methomyl, methyl parathion,
monocrotophos, paraquat y terbufos.
47
Manejo ecológico de plagas
Los efectos de los plaguicidas sobre la salud están ampliamente documentados en la literatura científica. Esa es una de las razones por la que
para numerosas personas de múltiples círculos está cada vez más clara la
idea de que la solución al problema de las plagas no puede estar centrada
en el uso de plaguicidas. Los cambios que han de producirse en los programas de control de plagas, han de ir mucho más allá de la simple sustitución de medidas de control químico por otras menos nocivas y
ambientalmente seguras. Esta última idea es esencial para el establecimiento de sistemas de producción orgánicos.
En la historia de la protección de plantas pueden identificarse tres períodos; a cada uno de los cuales corresponde un paradigma: el
Patogenicismo, el Quimicismo y el Ambientalismo (Zadoks, 1991). La
etapa del Ambientalismo se inicio en 1990 (Zadoks, 1993). En la actualidad se está produciendo el cambio de paradigma. Éste es un proceso gradual y quizás requiera mucho más tiempo que los dos primeros, pues la
magnitud de los cambios que han de realizarse va mucho más allá del
campo de la protección de plantas. El énfasis en el cambio ha de ser puesto en el “diseño de sistemas agrícolas complejos, sistemas, donde las
interacciones ecológicas y la sinergia entre los componentes biológicos,
reemplacen a los insumos, para proporcionar los mecanismos necesarios
para el mantenimiento de la fertilidad de los suelos, la productividad y la
protección de los cultivos” (Altieri, 1997).
En esta nueva etapa existen muchas incógnitas por esclarecer. Se precisa diagnosticar cuales son los principales problemas que enfrenta la protección vegetal, revisar las concepciones que han primado y priman en su
solución, analizar bajo qué principios se deben solucionar éstos e identificar que es lo que se necesita para revertir la situación existente; además
es necesario profundizar en las investigaciones dirigidas a la
implementación de sistemas de manejo más integrales y de los métodos y
técnicas que se han de utilizar. Una cuestión esencial es ¿será suficiente
para resolver los problemas de plagas, el diseño de estrategias que sólo se
dirijan a la solución de estos problemas? Las posibles respuestas a estas
incógnitas necesitan ser discutidas.
CAUSAS QUE DETERMINAN QUE UN ORGANISMO
ADQUIERA LA CATEGORÍA DE PLAGA
Existen circunstancias que propician que un organismo adquiera la categoría de plaga. Cuando éstas aparecen, es una manifestación de que algo
48
El problema de las Plagas
funciona mal en el agroecosistema, de que existe un desbalance ecológico.
“Si procedemos a eliminar la manifestación sin atender las causas, puede
ocurrir que en breve estemos enfrentando una situación similar. Estaríamos perpetuando un procedimiento que alivia síntomas en lugar de atender a las causas reales del desbalance ecológico” (Rosset, 1999). Por eso
es fundamental conocerlas. Las causas por las que un organismo cualquiera se convierte en plaga son numerosas, complejas y están muy relacionadas entre sí. Las que a continuación se discutirán son las que con
más frecuencia aparecen en los artículos y textos que se ocupan de ese
tema (tabla 2.1).
Tabla 2.1 Prácticas que han favorecido brotes de plagas
Prácticas
Monocultivo
Uso intensivo de plaguicidas
Uso intensivo de fertilizantes
Introducción accidental o deliberada de
organismos no nativos
Factores Modificados
Alimento
Competencia
Organismos benéficos
Alelopatía
Prácticas de cultivo
Organismos benéficos
Susceptibilidad (Resistencia)
Hormoligosis (Trofobiosis)
Nutrición (Trofobiosis)
Organismos benéficos
Enemigos naturales
Alimento
Enemigos naturales
Los grandes cambios producidos en los sistemas agrícolas a mediados del siglo pasado encierran en sí la mayor parte de las causas actuales
por las que un organismo puede alcanzar la categoría de plaga. Entre los
elementos que posibilitaron el cambio se encuentran: el desarrollo de la
industria de plaguicidas y fertilizantes sintéticos, que constituyeron una
premisa para la revolución genética que tuvo lugar entre los años 50 y
60 del siglo pasado y la incipiente industria que garantizaría los equipos
necesarios para la mecanización que requeriría una agricultura a gran
escala. La llamada «Revolución Verde» enfatizó la obtención de variedades nuevas, de altos rendimientos, que tenían aseguradas la protección
contra las plagas y los nutrientes necesarios para expresar su potencial
productivo.
49
Manejo ecológico de plagas
En los países con mayor desarrollo agrícola se sustituyeron las variedades nativas por las mejoradas, lo cual contribuyó a la concentración
de las tierras de cultivo, al aumento del tamaño de las fincas y por tanto,
a una mayor extensión de los campos de cultivo. Dichas condiciones
posibilitaron el desarrollo del monocultivo a gran escala, que a diferencia de los agroecosistemas diversificados, tienen atributos que generalmente aumentan las probabilidades de ataque de organismos nocivos
(Altieri, 1992).
Monocultivo
La menor complejidad de los agroecosistemas, comparados con los
ecosistemas naturales, es considerada uno de los factores de mayor importancia como causa de aparición de plagas (Risch, 1987). De esta causa
primaria se derivan otras, que no por ello, son menos importantes. “La
agricultura implica la simplificación de la biodiversidad y ésta alcanza su
forma extrema en los monocultivos” (Altieri, 1992). Los ambientes simplificados ofrecen a la vez, un hábitat altamente favorable para el desarrollo de las plagas y desfavorable para los enemigos naturales de éstas (Dent,
1993).
En el caso de un insecto plaga, si se analiza la interacción competencia,
se verá que el recurso alimento (el cultivo) se encuentra disponible en
grandes cantidades; si éste no es un recurso limitante, la competencia no
tiene lugar y el mecanismo de regulación natural alimento, deja de funcionar. El tiempo de búsqueda es menor, por tanto, el peligro del encuentro
con depredadores o parasitoides también disminuye y las poblaciones de
los organismos para los cuales ese recurso es esencial experimentan un
aumento en la tasa de crecimiento.
Otro mecanismo de regulación que deja de funcionar en los monocultivos es el control natural. Los monocultivos son ambientes en los que es
difícil inducir un control biológico eficiente, porque no poseen los recursos adecuados para la actuación efectiva de los enemigos naturales (Altieri,
1992). Esto no quiere decir que el simple hecho de la existencia del monocultivo provoque automáticamente una mayor vulnerabilidad al ataque
de plagas. En los ecosistemas naturales pueden encontrarse comunidades de plantas donde predomina una determinada especie en cantidad
tal, que puede considerarse como un “monocultivo”; sin embargo, esto
no las hace más susceptibles al ataque de las plagas, ¿dónde está la diferencia?
50
El problema de las Plagas
La diferencia radica en la naturaleza de las prácticas culturales que
caracterizan la intervención humana en los sistemas agrícolas
monoculturales. Ese aspecto es más importante que la magnitud de la
intervención, la cual brinda una idea del grado de artificialización del sistema. Por ejemplo los esfuerzos por maximizar los rendimientos llevan al
agricultor a establecer prácticas como: la aplicación indiscriminada de
plaguicidas y fertilizantes químicos inorgánicos, uso intensivo de la mecanización y complejos sistemas de manejo del agua. En tales sistemas el
grado de artificialización es alto y así también lo es la vulnerabilidad, pero
asociar mecánicamente lo uno con lo otro puede conducir a conclusiones
erradas.
Existen sistemas en los que el grado de artificialización es muy alto
como ocurre en los lugares donde se practica la agricultura urbana y
periurbana, tal como están establecidas en Cuba. La primera artificial y la
segunda semi-artificial, ambas muy antropizadas, pero con una gran diferencia respecto a otros sistemas con un grado de intervención humana
también alto, dado que las prácticas culturales en la agricultura urbana y
periurbana, que permiten una gran diversidad de cultivos tanto espacial
como temporalmente, tienden a restablecer y desarrollar mecanismos
naturales de regulación, mientras que las prácticas implementadas en los
sistemas agrícolas industriales conllevan a sustituir esos mecanismos, ya
que al eliminar la diversidad vegetal para producir la especie económica
desencadenan los acontecimientos degradantes que tienen lugar en éstos.
Hay dos tipos de intervención humana: a favor de la naturaleza y en
contraposición a ésta. El hecho no está en que el hombre intervenga más
o menos, si no en cómo lo hace, pues la agricultura es una actividad en la
que necesariamente ha de producirse la intervención humana.
El desplazamiento de la vegetación natural que tiene lugar cuando se
implanta el monocultivo provoca la destrucción del hábitat natural de la
fauna benéfica con la consiguiente reducción de sus fuentes de alimento y
una disminución en la reproducción de la misma. Con la disminución de
la diversidad ocurre una disrupción del control natural y de otras funciones que realizan los organismos benéficos como: polinización, la aireación del suelo y el reciclaje de nutrientes.
La consecuencia inmediata al aumento de las poblaciones de los organismos plaga es la aplicación de una medida de control de respuesta
rápida; esa medida es generalmente de naturaleza química. La aplicación de plaguicidas puede tener un impacto mayor sobre los enemigos
51
Manejo ecológico de plagas
naturales que sobre las mismas plagas, pues éstos, por regla general,
son más susceptibles (Croft, 1990). Por esa razón, las poblaciones de
biorreguladores, de por sí bajas en los sistemas monoculturales, se tornan aún más exiguas después de cada aplicación. Este hecho es la causa
de la resurgencia de plagas y de la aparición de plagas secundarias inducidas.
Otra circunstancia que contribuye a la aceleración de dicho proceso es
el uso intensivo de fertilizantes inorgánicos. La aplicación indiscriminada
de fertilizantes provoca un desbalance nutricional en los tejidos de las
plantas que las hace más vulnerables (Chaboussou, 1987).
Respecto a los patógenos, el monocultivo continuo de plantas
genéticamente similares ofrece a éstos un hospedante permanente, lo que
aumenta el potencial de las enfermedades, situación que se hace más crítica cuando se han sembrado o plantado genotipos susceptibles. Las prácticas de mejoramiento, incluyendo la resistencia a enfermedades, generalmente enfatizan uniformidad genética, lo que trae como consecuencia
una reducción drástica de la diversidad genética, que ha ocasionado el
desarrollo de epifitotias devastadoras (Castaño-Zapata, 1992).
Uso intensivo de plaguicidas
El uso intensivo de plaguicidas se encuentra entre las principales causas
de brotes de plagas en los sistemas agrícolas modernos. Al menos, son
los insecticidas los que mayor influencia tienen sobre los brotes de plagas
de insectos (Dent, 1993). Esta influencia viene dada porque se aplican y
fallan en el control del organismo hacia el cual se dirigió la aplicación o
porque inducen la creación de nuevas plagas. En el estudio del problema,
entre los múltiples factores analizados, hay dos considerados claves: el
efecto de los plaguicidas sobre los enemigos naturales (Croft, 1990; Trichilo
y Wilson, 1993) -al que ya se hizo referencia- y el desarrollo de resistencia
de las plagas a los productos usados.
La rápida aparición de plagas en los bananales de Golfito, en Costa
Rica, en los años 50 del siglo pasado, es un ejemplo de esto. En 1950
existían dos plagas claves, el picudo negro Cosmopolites sordidus (Germar)
y el piojillo raspador rojo Chaetanaphothrips orchidii (Moulton); después de
las aplicaciones masivas de dieldrín, en 1954 aparecieron dos organismos
más como plagas primarias, y en 1958, seis. En menos de una década
ocho plagas secundarias se convirtieron en primarias, debido al efecto de
dieldrín sobre sus enemigos naturales (Stephens, 1984, 1992).
52
El problema de las Plagas
Pero el caso más espectacular no es precisamente el del banano. Cuando
se pretende analizar la influencia de las aplicaciones intensivas de
plaguicidas sobre las poblaciones de organismos nocivos, uno de los ejemplos más completos y alarmantes que se encuentra es el del algodonero.
La historia de la crisis ecológica producida se desarrolló de forma muy
similar en las plantaciones de Texas, Centroamérica, Perú y Egipto. A
fines de los años 40 del siglo pasado comienzan a introducirse en las
plantaciones de algodonero los nuevos insecticidas clorados. La producción de algodón aumentó aceleradamente. En Centro América, al cumplirse la primera década de la introducción, los rendimientos habían ascendido de 1 550 a 2 270 kg/ha (aumentaron 1.46 veces). En los años 60
del siglo XX la producción de algodón crecía a un ritmo anual de 7.8 %
(Murray, 1994), por lo que dicho cultivo se convirtió en el eje del desarrollo económico de la región. Las condiciones climáticas prevalecientes en la
mayor parte de las regiones algodoneras del mundo favorecen el desarrollo de las plagas. Muchos de los insectos que se alimentan de esta planta
nacen dentro del capullo o se introducen en éste inmediatamente después
de su nacimiento por lo que permanecen protegidos de la mayoría de las
aplicaciones de plaguicidas. Con la intención de reducir esas poblaciones
insectiles no expuestas se recomendaban múltiples aplicaciones.
La consecuencia principal de los desequilibrios provocados por los
plaguicidas es la necesidad de aplicar más plaguicidas. Los efectos secundarios de un producto crean la necesidad de un segundo producto, haciendo que los productores caigan en el denominado pesticide treadmill
(círculo de los plaguicidas). En 1978, la cantidad de plaguicidas aplicados
en Centro América ascendió a 32 552 018 kg de ingrediente activo y los
insecticidas representaban el 85 % del total aplicado (Leonard, 1987). A
la par que se ampliaba la superficie sembrada y la disponibilidad de nuevos insecticidas, aumentaba la cantidad de aplicaciones y crecía el número de especies de insectos plaga (tabla 2.2).
Entre las explicaciones que se han dado a este problema y otros similares está la disminución de las poblaciones de enemigos naturales. En
Arkansas (U.S.A.) se han informado más de 600 especies de depredadores
y parasitoides que habitan en las plantaciones de algodonero, capaces
de realizar una eficaz labor al mantener a la mayoría de las plagas de
insectos a niveles poblacionales por debajo del umbral económico. Pero
el valor de éstos en el control biológico natural fue apreciado sólo después de la introducción de los insecticidas sintéticos (Metcalf y Luckman,
1990).
53
Manejo ecológico de plagas
Tabla 2.2 Uso de insecticidas y especies de insectos plagas en algodonero en
Centro América (ICAITI, 1977; van den Bosch, 1978)
Año
1950
1955
1960
1978
Aplicaciones
Plagas
principales
0-5
Picudo
5-10
Picudo
25-30 (hasta 50)
Picudo
Alabama
Alabama
Alabama
Langosta
medidora
Heliothis
Áfidos
Falso gusano
rosado
Creontiades
Chinches (tres
especies)
Heliothis
Spodoptera spp.
Mosca blanca
30 (hasta 50)
15 especies de
plagas persistentes
Más de 9 especies
ocasionales
Trichoplusia
Creontiades
Al efecto de los insecticidas se suma la exigencia de mantener los campos de cultivo libres de malezas, por las necesidades de la mecanización,
lo cual hace que se incremente el uso de herbicidas, esto afecta aún más el
hábitat de los depredadores y parasitoides; se produce así una disminución de los sitios de refugio y de nidada, y de las fuentes de alimento.
Entre los organismos benéficos que pueden ser afectados por las aplicaciones de plaguicidas en general, están los que forman parte de la población microbiana del suelo; la disminución de las cuales puede provocar
impactos negativos impredecibles sobre la sanidad de las plantas ya que
las poblaciones de organismos benéficos precisan de mucho más tiempo
para recuperarse que las poblaciones de las plagas; éstas últimas lo logran
más rápidamente a causa de determinadas características de la población,
como por ejemplo, un elevado número de individuos y su habilidad para
desarrollar resistencia.
Las explosiones de plagas secundarias en algodonero comenzaron en los
años cincuenta del siglo pasado y se asociaron con el uso del DDT, el toxafeno
y el endrín, para el control de la chinche Lygus hesperus Knight. Al principio
se establecieron estrategias para reducir el número de aplicaciones de insecticidas que dieron resultados, pero después fueron infructuosas. En 1965,
año en que ocurren las primeras invasiones de Pectinophora gossypiella
Saunders, se establece un programa de erradicación que incluía la aplicación
de insecticidas de amplio espectro cada seis días. Hasta 1990 el cultivo había
54
El problema de las Plagas
recibido aproximadamente la mitad de los insecticidas agrícolas usados en
el Valle Imperial de California. El aumento de la frecuencia de las aplicaciones hizo que se acelerara la aparición del fenómeno de resistencia.
¿Cómo se produce la resistencia? Teóricamente, las aplicaciones de
plaguicidas eliminan temporalmente las plagas en la región donde son
aplicados, pero lo que sucede en realidad es que raramente matan a todos
los miembros de una población. En la región donde se realiza la aplicación, unos pocos individuos pueden sobrevivir, bien porque de algún modo
evitan el contacto con la sustancia tóxica o porque pequeñas diferencias
en su metabolismo le permiten tolerar ésta. Los sobrevivientes serán los
progenitores de la próxima generación y al reproducirse pasan los genes
de resistencia a la descendencia. Las aplicaciones continuas del plaguicida
no logran suprimir la población de la plaga, pero sí eliminan de ésta los
individuos susceptibles, a la vez que seleccionan los capaces de tolerar la
aplicación. La resistencia es considerada como una consecuencia de procesos evolutivos básicos (NRC, 1986). Dado el caso en que el plaguicida
sea utilizado constantemente, en una región extensa, puede llegar el momento en que resulte inefectivo para el control de la plaga.
Las aplicaciones continuas de insecticidas en algodonero provocaron,
ya en 1968, que Helicoverpa zea Boddie (=Heliothis) y Heliothis virescens
Fabricius desarrollaran resistencia a todos los insecticidas existentes en
aquel entonces (Metcalf y Luckman, 1990). La resistencia arruinó la industria del algodón (van den Bosch, 1978; NRC, 1986; Metcalf y Luckman,
1990). La producción de algodón se desplomó como resultado de una
crisis ecológica en la que están involucrados todos los posibles elementos
del conocido pesticide treadmill, a saber: resistencia a los plaguicidas, brotes de plagas secundarias inducidas, resurgimiento de plagas y eliminación de enemigos naturales.
Fertilización mineral intensiva
A unos escasos años del inicio de la producción y uso de los fertilizantes
inorgánicos, comienzan a surgir brotes de plagas nunca antes vistos, esto
ocurrió de forma semejante a como sucedió con los plaguicidas de síntesis química, aunque, claro está de una manera mucho menos espectacular. El hecho de que la utilización masiva de fertilizantes inorgánicos coincidiera en el tiempo con la aplicación por primera vez de plaguicidas
sintéticos, hizo que los nuevos problemas de brotes de plagas se relacionaran justamente con la disminución de las poblaciones de enemigos na55
Manejo ecológico de plagas
turales, desviando la atención de los fertilizantes, como una posible causa
también. Aun hoy, a pesar de existir numerosas evidencias, este tema es
poco discutido. En la década del 60, un grupo de investigadores al frente
de los cuales se encontraba el científico francés Francis Chaboussou, comenzó a estudiar la relación existente entre la nutrición del cultivo y los
brotes de plagas, además de los cambios que se producían en la fisiología
de la planta, no sólo por la aplicación de fertilizantes, sino también por
los plaguicidas de síntesis química. Estos estudios llevaron a Chaboussou
a enunciar una nueva teoría, que denominó «Trofobiosis». Posteriormente
se realizaron numerosos ensayos que la corroboraron (Chaboussou, 1987)
y quedó demostrado que la nutrición del cultivo es también un elemento
clave a manejar en la regulación de los organismos plaga. En el capítulo 3
se hace un análisis más detallado del efecto de la nutrición sobre el desarrollo de los organismos nocivos.
Introducción accidental o deliberada de organismos no
nativos
El incremento sostenido del intercambio comercial, fundamentalmente
en la segunda mitad del siglo pasado y la necesidad de importar alimentos y otros productos y materiales entre muchas naciones, son causa
también de la introducción de especies exóticas. Generalmente, ocurre
la introducción de organismos nocivos en áreas geográficas donde pueden existir condiciones ambientales muy favorables para el desarrollo
de elevadas poblaciones sin la presencia de sus enemigos naturales. En
esas condiciones, el organismo introducido puede alcanzar la categoría
de plaga.
También puede darse el caso de que se realicen introducciones de organismos considerados beneficiosos y que lleguen a crear un problema
más serio del que se pretende resolver, si no se tiene un conocimiento
completo de éste. En Cuba se tiene un ejemplo clásico, que es además el
primer caso de importación de un enemigo natural que recoge la historia
de la Sanidad Vegetal, se trata de la introducción (probablemente entre
los años 1885 y 1890) de la mangosta, Herpestes auropunctatus auropunctatus
(Hodgson), desde Jamaica, para combatir las ratas que devastaban los
cañaverales de la región habanera (Santos, 2002). El daño causado por la
mangosta fue muy superior al que ocasionaban las ratas.
Para la implementación de sistemas agrícolas sostenibles es esencial el
conocimiento de la causas que provocan la aparición de plagas, pues esto
56
El problema de las Plagas
permite diseñar estrategias de manejo preventivas para evitar el aumento
de las poblaciones; a estas estrategias estará dedicado el siguiente capítulo. La política establecida en Cuba para el control de plagas toma en cuenta el diseño e implementación de estrategias de manejo preventivo, de
otro modo no sería posible reducir la dependencia de los plaguicidas.
SITUACIÓN DE LA AGRICULTURA CUBANA RESPECTO AL
CONTROL DE PLAGAS
Cuando se analiza de manera general las etapas por las que ha transitado
la historia de la protección de plantas en Cuba, se aprecia que ha trascurrido de forma similar a como se desarrolló en otras partes del mundo,
pero como es de suponer, con características muy propias. En sus inicios,
que corresponde al siglo XVIII, bajo una marcada influencia de la ciencia
europea. En el siglo XX cambia el escenario, en los primeros 60 años la
mayor influencia se recibe de los hombres de ciencia de Estados Unidos
de Norteamérica. A partir del triunfo de la Revolución comienza un intercambio intenso con los países de Europa del Este, que conformaban el excampo socialista, fundamentalmente con la ex-Unión Soviética.
Paradigma del Patogenicismo. Etapa anterior al triunfo de la
Revolución (1959)
En ese período, el énfasis estuvo en la identificación y registro de organismos nocivos en general. La fundación el 1ro de abril de 1904, de la Estación Experimental Agronómica de Santiago de las Vegas, con sus Departamentos de Entomología y Patología Vegetal, se considera como el punto
de partida de la Entomología y Patología Agrícola en Cuba. En 1914 se
crea la Oficina de Sanidad Vegetal, que surge como una necesidad de enfrentar las rígidas reglamentaciones que se establecieron en la Florida
respecto a las importaciones de frutas y vegetales procedentes de Cuba y
Las Antillas en general, a causa de la aparición de la mosca prieta de los
cítricos, Aleurocanthus woglumi Ashby y el mosaico de la caña de azúcar. En
1916 se crea una Comisión de Sanidad Vegetal, con la finalidad de que
atendiera las labores de inspección de la Comisión de Fitopatología y el
control de los organismos plaga que iban apareciendo. Entre las publicaciones que contribuyeron al conocimiento y desarrollo de la protección
vegetal en esa primera etapa se destacan: En 1918, “Los Insectos y la
Agricultura” de Reginald Hard y “The Uredinales of Cuba” de John Robert
57
Manejo ecológico de plagas
Johnston, en esta última se enumeran 138 especies de roya. En 1939
Melville Thurston Cook publica «Enfermedades de las Plantas Económicas Tropicales»; y en 1945, Stephen Cole Bruner, L. C. Scaramuzza y A. R.
Otero publican “Catálogo de los Insectos que atacan a las plantas económicas de Cuba” (Martínez, 1977).
Antes de 1959, las cantidades de plaguicidas sintéticos que se importaban eran insignificantes. Las estrategias para el control de plagas estaban basadas fundamentalmente en prácticas culturales y en el uso de
plaguicidas de naturaleza inorgánica (Faz, 1987).
Predominio del paradigma del Quimicismo, con discretos
avances hacia el control biológico. Década de los años 60 y
mitad de los años 70 del siglo XX
En este período el control de las plagas estuvo basado casi exclusivamente en el uso de los plaguicidas sintéticos. Hasta mediados de los años 70
del siglo pasado las aplicaciones de plaguicidas en los diferentes cultivos
se hacían por programas, y se incluían dentro de las normas técnicas como
una medida más a considerar (Cuba, 1974). Las aplicaciones de productos químicos según calendario no consideraban la dinámica poblacional
de las plagas, la presencia de sus estadios más nocivos, el umbral de daños y la acción de los enemigos naturales (Jiménez, 2003).
Lo más notable en esta etapa fue la creación del Sistema Estatal de
Protección de Plantas, el cual tiene como componente fundamental las
Estaciones Territoriales de Protección de Plantas (ETPP). En mayo de
1975 se fundó la primera ETPP del país en el Municipio de Calimete,
povincia de Matanzas, en el local que ocupaba el laboratorio de producción de la mosca Lixophaga diatraeae Townsend (Torrent, 2002). Las ETPP
se encuentran distribuidas en todo el territorio nacional y basan su trabajo en metodologías de señalización (seguimiento y decisiones), –las cuales se han ido perfeccionando en los últimos 25 años–, en procedimientos
legales y en una intensa actividad de capacitación (Pérez y Vázquez, 2001).
Con la creación de las mismas, se estableció un nuevo sistema para la
protección de los cultivos basado en la observación regular de los campos, la determinación de los niveles de infestación y el aviso a los productores de aplicar o no un plaguicida. Este sistema, conocido como de señalización, abarca un grupo importante de cultivos para los que se han establecido métodos de monitoreo y aviso de plagas de insectos, ácaros y
enfermedades fungosas (Murguido, 1997).
58
El problema de las Plagas
A sólo un año del establecimiento del Sistema Estatal de Protección de
Plantas, se manifestaron los primeros beneficios que de éste se esperaban. Como se puede apreciar en la figura 2.1, las importaciones de
plaguicidas disminuyeron de 1974 a 1975 en 55 %; en aquel momento no
se podía tener una idea exacta de todo lo que esto podría significar. Mientras más tiempo transcurre, más extraordinario parece que en una fecha
tan temprana como 1974 comenzaran a sentarse las bases de una agricultura más sana. Este es precisamente uno de los elementos que se tienen
en cuenta cuando se asegura que en Cuba existen las bases para el establecimiento de sistemas de producción agroecológicos a escala nacional.
Otro hecho importante ocurrido en esta misma década fue que se sentaron las bases técnicas y legales del actual sistema de cuarentena vegetal
que funciona en el país.
Coexistencia del paradigma del Quimicismo con el desarrollo
del Control Biológico y el Manejo Integrado de Plagas.
Segunda mitad de los años 70 y década de los 80 del siglo XX
La disminución en el uso de plaguicidas a partir de la segunda mitad de
los años 70 del siglo pasado fue posible por la puesta en práctica del
manejo preventivo, el desarrollo del control biológico y los primeros programas de Manejo Integrado de Plagas.
Para sustentar metodológicamente el trabajo de las ETPP fue necesario realizar una intensa labor científica que tuvo como objetivos estudiar
la biología, ecología, nocividad, umbrales y métodos de control de las
plagas principales, lo que posibilitó desarrollar y consolidar el sistema de
señalización, a la vez que estableció las bases científicas para el MIP, que
fue establecido en fecha tan temprana como 1982 como política oficial del
Estado Cubano. En esa década se comenzaron a integrar medidas de control cultural, químico y biológico, en las que el uso de depredadores,
parasitoides, patógenos y antagonistas han constituido el elemento más
notable (Pérez y Vázquez, 2001).
Como parte de esta estrategia, especialistas del Ministerio de Agricultura (MINAG) y del Ministerio del Azúcar (MINAZ) diseñaron un programa para el desarrollo del control biológico que tuvo como fundamento
la creación de centros para la producción artesanal de agentes de control
biológico, los que se denominaron Centros Reproductores de Entomófagos
y Entomopatógenos (CREE). En 1988 se aprobó el Programa Nacional de
Producción de Medios Biológicos. La implementación del programa na59
Manejo ecológico de plagas
cional de control biológico es la característica más sobresaliente de esta
etapa y una de las contribuciones más notables al MIP, a la agricultura
sostenible y la agroecología, pues sin las alternativas desarrolladas en los
80 hubiera sido mucho más difícil superar la crisis de los 90 y avanzar en
circunstancias tan complejas hacia la construcción de una agricultura
ambientalmente segura.
Proceso de cambio hacia el paradigma del Ambientalismo.
Años 90 del siglo XX
Dos hechos marcan la década de los 90, la consolidación de los programas de MIP y el cambio hacia el paradigma del Ambientalismo. ¿Cuáles
fueron los factores que contribuyeron a la aceptación e implementación
de los programas de MIP en el país? Primero, el éxito del sistema de
señalización de plagas implementado en los años 70 y el hecho de que
estaba sustentado sobre una sólida base científica, y en segundo lugar,
la decisión de que el control biológico se introdujera a través de estos
programas de MIP, para garantizar su integración en los mismos y que
los medios biológicos que se estaban liberando masivamente fueran más
efectivos (Pérez y Vázquez, 2001). En la etapa actual, el control de plagas se realiza básicamente en el contexto de programas de MIP, muchos
de los cuales tienen un enfoque agroecológico. En varios de los programas establecidos se puede apreciar la tendencia a la integración de alternativas de control no químicas; en cafeto, caña de azúcar, pastos,
boniato y yuca no se aplican insecticidas para el control de las plagas; en
col el uso es prácticamente nulo. En la mayoría de los cultivos bajo MIP,
el uso de insecticidas es bajo o nulo y solamente en arroz, maíz, papa,
tomate y frijol se mantiene un nivel de aplicación considerado medio
(Pérez y Vázquez, 2001).
La política estatal cubana respecto al manejo de plagas quedó oficialmente declarada en la ley de Medio Ambiente (Cuba, 1997). En el Título
Noveno de esta ley denominado “Normas Relativas a la Agricultura Sostenible”, en el artículo 132, incisos b y d, se expresa: b) El uso racional de
los medios biológicos y químicos, de acuerdo con las características, condiciones y recursos locales, que reduzcan al mínimo la contaminación
ambiental, d) El manejo preventivo e integrado de plagas y enfermedades, con una atención especial al empleo con estos fines, de los recursos
de la diversidad biológica. Esto significa que lo que actualmente se hace
no es una simple sustitución de insumos químicos por biológicos y otras
60
El problema de las Plagas
Figura 2.1. Importaciones de plaguicidas a partir de la creación de las ETPP
alternativas, si no que se está realizando una preparación para llegar a
manejar sistemas de cultivos donde la diversidad biológica juegue el papel principal; para esto, claro está, aun falta un largo trecho por transitar.
La solidez de los logros alcanzados permite asegurar que Cuba no retrocederá al modelo anterior de aplicaciones por calendario de los 60 y
principios de los 70, o al nivel de dependencia de los años 80 del siglo
pasado. En el sistema de protección de plantas cubano hay muchos elementos positivos que hacen posible el cambio hacia el paradigma del
ambientalismo, pues están desarrolladas muchas de las técnicas y medidas que hay que implementar para el manejo de plagas dentro de éste,
aunque a pesar de todo lo que se ha avanzado aun falta mucho por hacer
para continuar disminuyendo la dependencia de los químicos, ese es el
gran reto de esta primera década del nuevo siglo.
ESTUDIO DE CASO: EFECTO DE PLAGUICIDAS SOBRE
LARVAS Y HUEVOS DE Chrysopa cubana Hagen EN
CONDICIONES CONTROLADAS
Los cítricos ocupan el segundo lugar en importancia económica en Cuba.
Las especies más extendidas son Citrus sinensis (L.) (naranjas), Citrus
paradisi Macf. (toronjas) y Citrus latifolia Tan (lima persa); como cultivos
perennes pueden llegar a establecer un equilibrio biológico a nivel del
agroecosistema, por lo que es importante estudiar el efecto de la lucha
química sobre los enemigos naturales que inciden en éstos con la finalidad de que se afecte en la menor medida a los biorreguladores. Entre los
insectos depredadores asociados a los cítricos se destacan los pertenecientes a la familia Chrysopidae, dentro de las especies más sobresalien61
Manejo ecológico de plagas
tes en Cuba están: Chrysopa exterior Navás, Chrysopa cubana Hagen, Chrysopa
habana Navás, Nodita dimidia Navás y Nodita firmini Navás (Rijo, 2003;
Almaguel, 2000). Los crisópidos se consideran depredadores altamente
polífagos; se alimentan de áfidos, ácaros y de estadios inmaduros de otros
insectos (Rijo et al., 1997). La regulación natural que pueden ejercer los
crisópidos reviste amplias perspectivas en el manejo de plagas en el cultivo de los cítricos, dada la magnitud que pueden alcanzar sus poblaciones.
Este trabajo tuvo como objetivo determinar el efecto que ejercen cuatro
plaguicidas y una mezcla, sobre huevos y larvas de Chrysopa cubana en
condiciones controladas.
Se colectaron insectos adultos de la especie C. cubana, en el jardín de
variedades de cítricos del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA)
y se colocaron en recipientes de vidrio para la oviposición según el método de Ridway et al. (1970). Para determinar el efecto ovicida se escogieron huevos de una puesta de 24 horas de acuerdo con su tamaño y color.
La selección de los plaguicidas se hizo teniendo en cuenta los que más se
aplican entre los que están autorizados en Cuba para su uso en cítricos
(tabla 2.3). Se prepararon soluciones finales a las concentraciones que se
indican en la tabla 2.4. Las aplicaciones se practicaron por el método de
inmersión con un tiempo de exposición de 5 a 10 segundos (Izhevekii y
Ziskinil, 1978); el control se trató con agua. La evaluación se realizó cuando
los huevos en el control completaron la eclosión; se contaron los huevos
no eclosionados. Se determinó la toxicidad según la escala de Bartlett
(1964) (tabla 2.5). El diseño experimental fue completamente aleatorizado,
con cinco tratamientos y cinco repeticiones. Por cada repetición se utilizaron 10 huevos; los datos se transformaron mediante la expresión √x+1
y las medias fueron comparadas según la Dócima de Rango Múltiple de
Duncan (1955).
Se determinó el efecto de los plaguicidas sobre el primer, segundo y
tercer estadio larval. Una vez obtenidos los huevos, se procedió a colocarlos en frascos de vidrio y se realizaron observaciones diarias hasta que se
completó la eclosión. Las larvas fueron alimentadas con huevos de Sitotroga
cerealella (Oliver). Se prepararon soluciones finales a las concentraciones
que aparecen en la tabla 2.4. Las aplicaciones se llevaron a cabo sobre
papel de filtro por el método de contacto residual (Brettell, 1979). El
papel de filtro se situó en cada frasco de modo tal que cubriera toda la
superficie.
En cada recipiente se colocó una larva y cantidad suficiente de alimento; el control fue tratado con agua. Las evaluaciones se practicaron a las
62
El problema de las Plagas
Tabla 2.3 Plaguicidas autorizados en aspersiones foliares en cítricos en Cuba
(Cuba, 2002)
a
Organismos a controlar
Productos
Dosis i.a. (%)
Ácaros
Ácaros tetránicos
Azufre
Bromopropilato
Dicofol
0.400
0.005
0.04-0.06
Picudos (Pachnaeus, Lachnopus y
Diaprepes)
Carbaryl
Fenchlorphos
0.200
0.5-1.5
Cóccidos
Ethion+aceite
0.075+1.0
Áfidos, aleiródidos y cóccidos
Malation+aceite
0.08-0.5
a
Chinches, aleiródidos, ácaros y
áfidos
Dimetoato
Como acaricida, insecticida,
fungicida
Aceite mineral
0.5-1.5
Mycosphaerella citri
Benomyl
Dinobuton
Ometoate
Metil tiofanato
Tridemorf
0.300
0.5-0.7
0.05
0.021-0.031
0.75
Enfermedades fungosas
Maneb
Oxicloruro de cobre
0.25
0.10
Phyllocoptruta oleivora y enfermedades fungosas
Zineb
0.2-0.25
0.04
Se recomienda aplicar solo o en mezcla con aceite mineral emulsionable al 0.5%.
24, 48 y 72 horas después de efectuados los tratamientos y se contó el
número de larvas muertas. Se determinó la toxicidad según la escala de
Bartlett (1964). El diseño experimental fue completamente aleatorizado
Tabla 2.4 Plaguicidas aplicados sobre huevos y larvas de C. cubana
Plaguicidas
Concentración (%)
Malation 57% CE+
Carbaryl 85 % PH
Dimetoato 38 % CE
Dicofol 25 % CE
Citol 95% CE+Malation 57% CE
0.15
0.25
0.1
0.2
0.5+0.15
63
Manejo ecológico de plagas
Tabla 2.5 Escala para evaluar la toxicidad de los plaguicidas en insectos del
género Chrysopa (Bartlett, 1964)
Mortalidad (%)
Escala de Toxicidad
>66.7
>33.3<66.7
<33.3
0 Nula
Alta
Media
Baja
con cinco tratamientos y cuatro repeticiones. Por cada ensayo se utilizaron 10 larvas. La transformación y comparación de medias fue igual que
en el ensayo anterior.
Los resultados mostraron que hubo efecto ovicida (tabla 2.6). Hubo
diferencias entre el control y los plaguicidas probados, así como entre
estos últimos. Se obtuvieron diferencias entre la mezcla citol + malation
y el resto de los plaguicidas; los resultados de los tratamientos con
dimetoato, carbaryl, y dicofol fueron similares. La mayor eclosión se presentó para el control, seguido de los tratamientos con carbaryl, dicofol y
dimetoato, respectivamente. El menor porcentaje de eclosión correspondió a la mezcla citol + malation.
Con relación al primer estadio larval hubo diferencias entre todos los
plaguicidas probados y el control. No se constataron diferencias entre los
tratamientos realizados con la mezcla citol + malation, y carbaryl, los
cuales difieren del resto (tabla 2.7). Los resultados obtenidos con
dimetoato a las 24 horas no difieren de los obtenidos con dicofol en los
tres momentos de evaluación. Los mayores porcentajes de mortalidad se
Tabla 2.6 Efecto ovicida de cinco plaguicidas sobre de C. cubana
Plaguicidas
X transf.
X orig
Mortalidad (%)
Citol + malation
Carbaryl
Dimetoato
Dicofol
Control
ESx
CV%
3.006 a
1.474 b
1.556 b
1.490 b
1.000 c
0.13**
3.55
0.80
0.12
0.16
0.14
0.00
80
12
16
14
0
Medias con letras iguales no difieren significativamente según Dócima de Rango Múltiple de
Duncan para P≤0.01 (Duncan, 1955).
64
El problema de las Plagas
Tabla 2.7 Mortalidad en los diferentes estadios larvales de C. cubana
Plaguicidas
Primero
Citol + malation 24 h
48 h
72 h
Carbaryl
24 h
48 h
72 h
Dimetoato
24 h
48 h
72 h
Dicofol
24 h
48 h
72 h
Control
24 h
48 h
72 h
ESx
CV %
X t.
Xo
3.08 a 0.85
3.31 a 1.00
3.31 a 1.00
3.23 a 0.95
3.31 a 1.00
3.31 a 1.00
1.86 de 0.25
2.23 c 0.40
2,59 b 0.42
1.71 e 0.20
1.79 de 0.22
1.99 d 0.30
1.00 f 0.00
1.00 f 0.00
1.00 f 0.00
0.07**
2.05
%M
85
100
100
95
100
100
25
40
42.5
20
22.5
30
0
0
0
Estadios larvales
Segundo
Xt
2.77 c
3.08 ab
3.16 a
2.22 e
2.99 b
3.23 a
1.71 f
2.16 e
2.43 d
1.20 gh
1.30 g
1.41 g
1.20 h
1.20 h
1.20 h
0.07**
3.04
Xo
0.67
0.85
1.00
0.40
0.80
0.81
0.20
0.37
0.50
0.05
0.07
0.10
0.05
0.05
0.05
%M
67
85
100
40
80
95
20
37.5
50
5
7.5
10
5
5
5
Tercero
Xt
1.99 f
2.82 b
3.07 a
1.65 g
2.49 cd
2.63 bc
1.71 g
2.10 e
2.27 de
1.30 h
1.30 h
1.30 h
1.00 i
1.00 i
1.00 i
0.08**
2.09
Xo
0.30
0.70
0.85
0.17
0.52
0.60
0.20
0.35
0.42
0.07
0.07
0.07
0.00
0.00
0.00
%M
30
70
85
17.5
52
60
20
35
42
7.5
7.5
7.5
0
0
0
Medias con letras iguales dentro de cada columna no difieren significativamente según Dócima de
Rango Múltiple de Duncan para P≤0.01(Duncan, 1955).
obtuvieron con carbaryl y la mezcla citol + malation y los menores con
dicofol.
Para el segundo estadio larval, el análisis estadístico arrojó diferencias
entre los resultados obtenidos con los plaguicidas probados y el control,
con excepción del dicofol a las 24 horas. Los resultados obtenidos con la
mezcla citol + malation a las 24 y 48 horas no difieren de los obtenidos
con carbaryl a las 72 horas. Hubo diferencias entre los tratamientos realizados con dicofol y el resto de los plaguicidas. Los mayores porcentajes
de mortalidad correspondieron a los tratamientos con carbaryl a las 72
horas y citol + malation a las 48 y 72 horas; los menores porcentajes se
obtuvieron con dicofol.
En el tercer estadio larval se apreciaron diferencias entre los tratamientos realizados con dicofol y el resto de los plaguicidas, al igual que
en la mezcla citol + malation a las 72 horas. La mortalidad de las larvas
de C. cubana se incrementó al aumentar el tiempo de contacto entre éstas
y los plaguicidas evaluados. La tabla 2.8 muestra el grado de toxicidad de
los plaguicidas sobre huevos y estadios larvales de C. cubana
En experimentos bajo condiciones controladas, Bartlett (1964) determinó la toxicidad de 60 plaguicidas sobre huevos y larvas de Chrysoperla
carnea (=Chrysopa), entre los plaguicidas evaluados se encontraban los
65
Manejo ecológico de plagas
Tabla 2.8 Toxicidad de los plaguicidas sobre C. cubana según escala de
Bartlett (1964)
Estadios larvales
Plaguicidas
Huevos
Primero
Segundo
Tercero
Citol + malation
Carbaryl
Dimetoato
Dicofol
alta
baja
baja
baja
alta
alta
media
baja
alta
alta
alta
baja
alta
media
media
baja
probados en este ensayo, en el que se obtuvieron resultados similares, el
autor concluyó que malation resultó muy tóxico sobre las larvas. Berlijin
y Lach (1979) destacan que los aceites minerales tienen un alto poder
ovicida. De Bach (1964) plantea que en aplicaciones realizadas con
malation se produjo alta mortalidad de los crisópidos; en este ensayo se
aplicó en mezcla con citol sobre una especie del género Chrysopa diferente, y los resultados fueron similares a los obtenidos por los investigadores
antes citados.
Tabla 2.9. Toxicidad de productos usados en cítricos sobre enemigos naturales
(Compilado por Almaguel, 2000)
Producto
Artrópodos
MT
aceite mineral
azufre
Bacillus thuringiensis
benomyl
bromopropilato
carbaryl
dicofol
dimetoato+aceite
dinobuton
fenchlorphos
malation+aceite
maneb
ometoate
zineb
MT-T
Hongos entomopatógenos
T
PT
MT
x
x
T
PT
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
MT= muy tóxico, MT-T= muy tóxico a tóxico, T =tóxico, PT= poco tóxico
66
MT-T
x
El problema de las Plagas
Está documentado que diferentes especies del género Chrysopa son
susceptibles al carbaryl (Bartlett, 1964; Brettell, 1979; Rijo, 1984, Croft,
1990). El carbaryl, en general, en diferentes ensayos realizados en Cuba
(tabla 2.9), ha demostrado ser muy tóxico a los depredadores y parasitoides
que forman parte de la entomofauna beneficiosa característica de las plantaciones citrícolas (Almaguel, 2000), pueden alcanzar el grado 4 en la
escala de cinco grados de toxicidad y selectividad de los plaguicidas de
mayor uso (Croft, 1990).
La toxicidad del dimetoato puede variar de media a alta; Bartlett (1964)
y Vickerman y Sunderland (1977) comprobaron que éste presentó toxicidad media sobre larvas de crisópidos. Resultados semejantes fueron obtenidos en el presente trabajo; sin embargo, Brettell (1979, 1982) encontró que el dimetoato mostró una toxicidad alta. Hay que tener en cuenta
que con mucha frecuencia las aplicaciones de dimeotato se realizan en
mezcla con aceite mineral emulsionable (tabla 2.3) (Cuba, 2002). Cuando estos productos se mezclan el resultado es una acción muy nociva para
los enemigos naturales en general y en especial para los artrópodos beneficiosos (Almaguel, 2000). Pero el efecto negativo no se limita a los artrópodos ya que solo es moderadamente compatible con los hongos
entomopatógenos (Alves et al., 1998), pero en mezcla con citol resulta de
altamente tóxico a tóxico para estos (Almaguel, 2000).
Un comportamiento similar se presenta con el dicofol; Rijo (1984) en
ensayos conducidos bajo condiciones de campo encontró que dicofol resultó tóxico para Chrysopa spp. En este ensayo se confirmó baja toxicidad
en los tratamientos con dicofol, semejante a los resultados obtenidos en
numerosas investigaciones (Barrikova, 1979; Bartlett, 1964; De Bach, 1964;
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71
Manejo ecológico de plagas
Capítulo III
CONTROL CULTURAL
INTRODUCCIÓN
Con el avance de la agricultura industrial las prácticas de control cultural
quedaron en el olvido, y aún hoy en que ya se han hecho evidentes los
perjuicios que ésta ha causado, en muchos círculos científicos, académicos y productivos se consideran prácticas anticuadas, tradicionales y atrasadas que se asocian con la pobreza y escaso desarrollo tecnológico. De
hecho, gran parte de las investigaciones realizadas para estudiar el efecto
de las prácticas culturales sobre las plagas han sido hechas en países en
desarrollo. Un ejemplo de esto son las investigaciones sobre el efecto de
las enmiendas orgánicas en el control de los patógenos de las plantas, en
particular sobre nematodos (D’ Addabbo, 1995) y el uso de cultivos trampa
y barrera para la regulación de las poblaciones de moscas blancas. La
necesidad de que se produzcan cambios en dicha concepción es incuestionable, dada la importancia crucial del control cultural en el manejo
ecológico de plagas. Entre las prácticas culturales que más efecto tienen
sobre la regulación de organismos nocivos y que serán discutidas aquí
están: la preparación de suelos, la rotación de cultivos, los cultivos múltiples (cultivos trampa, cultivos barrera), las actividades de siembra y
plantación (fecha, densidad, profundidad), el momento de cosecha, la
nutrición y la solarización. En este capítulo se presenta un estudio de
caso que sustenta una parte de los principios enunciados.
PRÁCTICAS CULTURALES Y REGULACIÓN DE
ORGANISMOS NOCIVOS
El control cultural como método de regulación de organismos nocivos,
consiste en la implementación de prácticas mediante las cuales se produ72
Control Cultural
cen cambios en el ambiente que lo hacen menos favorable para el desarrollo de éstos y que benefician a la vez directa o indirectamente a sus
enemigos naturales.
Los niveles de control obtenidos con el control cultural no son tan
espectaculares como los que se alcanzan con otras técnicas, como por
ejemplo, el control químico, método que se ha mantenido en el centro de
la atención desde que aparecieron los primeros plaguicidas de síntesis
química. A partir de ese momento, el gran objetivo de las investigaciones
en Protección de Plantas ha sido desarrollar productos, la prueba de ello
es la cantidad de plaguicidas nuevos que ingresan cada año al mercado. A
la ejecución de proyectos para desarrollar técnicas o tecnologías que no
consideren los productos químicos se ha prestado menos atención.
A pesar de esta tendencia, la preocupación cada vez mayor por los
impactos negativos de los plaguicidas sobre la salud del hombre y el ambiente ha hecho que en los últimos años aumente el interés por las investigaciones en el campo del control cultural (Dent, 1993; Pimentel, 1993;
Willink et al., 1994; D’ Addabbo, 1995; McQuilken, 1995; McLaughlin y
Mineau, 1995; Ploper, 1995; Howard, 1996; Hall y Nasser, 1996; Bailey,
1997). Las medidas culturales pueden constituir una parte importante de
los programas de manejo integrado de enfermedades de las plantas
(Howard, 1996; Bailey, 1997) y de muchos de los programas de manejo
integrado de plagas (MIP) de insectos, ácaros y malezas.
Las prácticas de control cultural son de naturaleza preventiva, se trata
de medidas que se implementan para evitar que se presente un problema
o retardar su aparición, y hacer que el daño sea el menor posible. Estas
son técnicas que pueden ser usadas para estimular un desarrollo óptimo
del cultivo y por tanto hacerlo más tolerante al ataque de plagas. La filosofía del control cultural está basada en la idea de que la solución al problema de las plagas hay que buscarla en las causas que lo provocan y no
tratar de combatir el efecto, que es lo que se hace en la mayoría de los
programas de manejo de plagas que se implementan actualmente, incluyendo el MIP.
Respecto a los insectos entre los objetivos del control cultural está
hacer el ambiente menos atractivo y menos favorable para su supervivencia, dispersión, crecimiento y reproducción (Dent, 1993). Un programa
de manejo cultural requiere en primer lugar de una planificación muy
detallada y cuidadosa. El diseño de las estrategias tiene que estar basado
en: hacer el hábitat del cultivo inaceptable para los insectos, por interferencia con sus preferencias para ovipositar y rechazo hacia el hospedante,
73
Manejo ecológico de plagas
tanto por los adultos como por los estados inmaduros; hacer que el cultivo no esté disponible para éstos, en el espacio y en el tiempo, para lo cual
se precisa utilizar todo el conocimiento que se tenga acerca de la historia
de vida de la plaga, especialmente su dispersión y hábitos de hibernación
y reducción de la supervivencia por estimulo de sus enemigos naturales o
por cambios en la susceptibilidad del cultivo. Como puede apreciarse el
control cultural requiere de más observación, conocimiento y habilidad
por parte de los agricultores.
Esto puede lograrse en la medida que se establezcan las condiciones
propicias para que funcionen los mecanismos naturales de regulación.
Entre las causas principales de aparición de plagas se encuentra el monocultivo. Esta práctica trae como consecuencia la pérdida de la biodiversidad
y por tanto la pérdida de las características de autorregulación de las comunidades naturales. En una comunidad natural funcionan mecanismos
que van desapareciendo en la medida que esta comunidad se simplifica
(tabla 3.1). El establecimiento de los mecanismos de regulación es posible aumentando la biodiversidad. Conociendo como funcionan se pueden
implementar medidas con un aprovechamiento óptimo de éstos. PrecisaTabla 3.1 Mecanismos naturales de regulación de plagas y su aplicación
74
Mecanismos naturales de
regulación
Medidas aplicables
Alimento
Variedades resistentes
Camuflaje
Nutrición equilibrada
Ambiente de la planta
Enmiendas orgánicas, abonos verdes, compost
Confusión
Rotación de cultivos
Repelencia
Prácticas de labranza conservacionista
Atracción
Fechas, densidad y profundidad de siembra
Toxicidad
Cultivos múltiples
Enemigos naturales
Manejo de la vegetación espontánea
Asincronía fenológica
Cultivos barrera, plantas trampa
Alelopatía
Productos naturales
Lucha biológica
Semillas y plantas sanas
Trampas, barreras físicas
Coberturas, mulch
Solarización
Control Cultural
Figura 3.1 Medidas de control cultural
mente, ésta es la base del control cultural. Con la implementación del
conjunto de prácticas (figura 3.1) que conforman dicho método se logra
cultivar plantas más sanas y una planta sana soporta mejor el ataque de
un organismo nocivo que una planta en estrés.
PRÁCTICAS DE PREPARACIÓN DE SUELO
Entre las prácticas culturales que más efecto tienen sobre la regulación de
los organismos nocivos se encuentran las prácticas de labranza o de preparación de suelo. Las diferentes prácticas de labranza producen cambios
en las propiedades físico-químicas de los suelos que influyen en su ambiente y tienen un marcado impacto sobre las poblaciones de las plagas.
Este efecto puede ser indirecto, al crearse condiciones desfavorables para
el desarrollo y reproducción de los organismos nocivos, o directos, por
daños físicos producidos en el momento de realización de las labores.
Dentro de las diferentes prácticas de preparación de suelo que existen,
hay un grupo en el cual se encuentran la mayor parte de las convencionales, como la quema de residuos y las labores que se realizan con el arado
de cincel o con el arado de vertedera con inversión del prisma de suelo,
75
Manejo ecológico de plagas
que son las que aparecen documentadas en parte de la literatura dedicada
a este tema como las más efectivas en la disminución de los organismos
que habitan en el suelo (Sumner et al., 1986; Dent, 1993; Conway,1996;
Howard, 1996). Dentro de las prácticas de control cultural para el manejo
de las poblaciones de babosas la más importante es el laboreo del suelo
(Hammond et al., 1999). Durante mucho tiempo el énfasis en la investigación se puso en estas prácticas que eran de amplio uso, pero que como
se conoce ocasionan serias afectaciones en los agroecosistemas, entre las
que se destacan los daños a la diversidad biológica y al suelo.
En los sistemas agrícolas sostenibles se recomienda el establecimiento
de prácticas de labranza conservacionista, entre las que se encuentran la
cero labranza. Los sistemas de labranza de conservación han sido definidos como sistemas de laboreo y plantación que garantizan al menos en
30 % la cobertura del suelo con los residuos de cultivo, después de la
plantación (Anonymous, 1986; CTIC, 1995). La cero labranza es un sistema de cultivos donde no se utiliza ningún equipo (Sturny, 1998) y se
define como un sistema de producción de cultivos económicamente viable, a prueba de erosión, en el cual las semillas se siembran directamente,
en pequeñas hendeduras, dentro de los rastrojos del cultivo precedente,
con un mínimo disturbio (Anonymous, 1991; CTIC, 1995).
La labranza mínima también se encuentra entre los sistemas de preparación de suelos recomendados en la agricultura sostenible. Un sistema
de labranza mínima es aquel donde se reduce la pérdida de suelo y se
conserva la humedad, en comparación con la labranza convencional
(Mueller et al., 1981). En este sistema se utiliza el menor número posible
de equipos, tanto durante la fase de preparación de suelo, como durante
todo el ciclo de desarrollo del cultivo. La labranza mínima se define como
aquel sistema donde entre 15-30 % del suelo queda cubierto con residuos. A todas estas prácticas de preparación de suelos se le ha dado en
llamar sistemas de manejo de residuos de cultivo (CTIC, 1995).
La conservación de la humedad es una de las principales ventajas de
estos sistemas y se logra al dejar los residuos de cosecha sobre la superficie del suelo, sin incorporar. El hecho de que la superficie del suelo se
mantenga cubierta permite una regulación de la temperatura, de esta forma se evita el sobrecalentamiento del suelo, lo que representa una ventaja para los países con clima tropical.
A partir del momento en que estos sistemas se ponen en práctica se
inicia un período de transición, éste puede ser más o menos de cinco
años, en ese tiempo se alcanza el “equilibrio dinámico” (Sturny, 1998).
76
Control Cultural
La labranza mínima y cero labranza garantizan una estructura del suelo
más estable, una población más alta de los microorganismos y mayor
actividad (el aumento de esta actividad posibilita, con el curso del tiempo
una velocidad de descomposición de los residuos más alta); mayor capacidad de infiltración, reducción de la compactación, erosión y de la costra
superficial del suelo, reducción del lavado de los nitratos y de los herbicidas, reducción de la necesidad de uso del tractor y la fuerza de trabajo
(Tebrugge et al., 1994).
Las prácticas de laboreo mínimo y cero labranza representan un punto
de partida para el establecimiento de los sistemas agrícolas sostenibles
por lo que el papel de éstas en la protección de plantas necesita ser revisado y discutido. Las investigaciones realizadas acerca de la relación entre
las prácticas de laboreo, las propiedades físico-químicas de los suelos y
las plagas son insuficientes. La falta de conocimiento en este campo hace
que no se pueda valorar en toda su magnitud la importancia de éstas en el
manejo preventivo. Además, en muchos de los estudios se han obtenido
resultados contradictorios que han impedido hacer generalizaciones.
Claro está, hay que tener en cuenta que parte de estos estudios han
sido realizados en un período de tiempo muy breve y en sistemas donde
predominan otras prácticas de manejo convencional. En los Estados Unidos de Norteamérica se han desarrollado sistemas de manejo de suelos
que han hecho posible una agricultura de labranza de conservación y de
cero labranza en latitudes templadas, pero la mayor parte de estos sistemas están basados en el monocultivo y en la fertilización inorgánica, lo
que trae como consecuencia que se utilicen grandes cantidades de herbicidas.
Ocurre también que estas prácticas producen efectos distintos sobre
los diferentes grupos de organismos plaga, como por ejemplo el caso de
que una misma práctica pueda deprimir la población de un grupo de organismos a la vez que incrementa la de otros, tal como sucede con la labranza mínima y la cero labranza y el aumento de las poblaciones de caracoles
y babosas (Hammond, 1996; Hammond et al., 1996; Hammond et al.,
1999).
Aún dentro de un grupo particular de organismos pueden presentarse
esas diferencias en la respuesta de la población, como ocurre en el grupo
de los insectos fitófagos, lo cual está bien ilustrado en el ejemplo que a
continuación se cita. Bortoli et al. (1994) al evaluar el efecto de tres prácticas de preparación de suelo (convencional, laboreo mínimo y éste último mínimo con una aplicación adicional de herbicidas 20 días después
77
Manejo ecológico de plagas
de la plantación) sobre las poblaciones de artrópodos en el cultivo de la
soya encontraron que el laboreo mínimo reduce las poblaciones de
Anticarsia gemmatalis Hübner y de coleópteros defoliadores, pero no tuvo
efecto sobre la densidad poblacional de Omiodes indicata F. (=Hedylecta) y
Epinotia aporema Walsingham y provocó un incremento de la actividad de
artrópodos depredadores. En la tabla 3.2 aparecen relacionados un grupo
de casos en los que se manifiesta esa diferencia en la respuesta de la
población, lo cual indica que cada caso ha de ser estudiado en detalle.
En campos de algodonero cultivados bajo un sistema de laboreo mínimo combinado con cobertura de trébol rojo las poblaciones de trips, Lygus
hesperus Knigth, Helicoverpa zea Boddie, Heliothis virescens F., Chrysodeixis
includens Walker (=Pseudoplusia) y Trichoplusia ni Hübner fueron menores
en comparación con el campo bajo manejo convencional (Ruberson et al.,
1995). Entre los mecanismos de regulación natural que pueden ser estimulados mediante estas prácticas están los enemigos naturales. Una de
las explicaciones que se dio a la disminución de las poblaciones de los
insectos fitófagos fue el aumento de los artrópodos beneficiosos, en este
caso, la abundancia de Solenopsis invicta Buren (un depredador generalista)
fue notable.
El aumento de la humedad y disminución de la temperatura del suelo
pueden ofrecer condiciones más favorables para el desarrollo de determinados organismos que actúan como agentes de control natural, tales como
los hongos entomopatógenos y antagonistas, así como un hábitat más
propicio para los depredadores.
Los resultados contradictorios de estos estudios explican la percepción negativa de algunas personas acerca de los beneficios del laboreo
conservacionista para la regulación de plagas. Existe la creencia generalizada en un amplio círculo de profesionales y productores de que las prácticas de cero labranza y laboreo mínimo, así como otras técnicas de preparación de suelo conservacionistas favorecen el desarrollo de los organismos nocivos que tienen este como hábitat (Conway, 1996; Hammond,
1996; Hammond et al., 1999).
Está demostrado que una medida aislada no puede resolver un problema particular y mucho menos que pueda resolver problemas de tan diversa naturaleza, por eso se enfatiza tanto en la necesidad de establecer un
manejo integrado donde las medidas de carácter preventivo tengan un
lugar destacado. También ha de tenerse en consideración que el resultado
obtenido cuando se establecen prácticas de labranza conservacionista no
será el mismo si permanecen inmutables otras prácticas de manejo con78
Control Cultural
Tabla 3.2 Efecto de diferentes prácticas de laboreo sobre las poblaciones de
organismos nocivos
Organismo nocivo
Cultivo
Diabrotica speciosa
soya
Elasmopalpus lignosellus
Larvas de elatéridos
Ataenius sp.
Spodoptera frugiperda
Anticarsia gemmatalis
Coleópteros defoliadores
Omiodes indicata
Epinotia aporema
Pentatómidos
Heliothis armigera
Deroceras reticulatum
Efecto de labranza
Conservación Convencional
Aumenta
Referencias
Braga da Silva
et al., 1994
Aumenta
maíz
soya
soya
trigo
soya
maíz
Aumentan
Aumenta
Disminuye
Disminuye
Disminuye
Sin efecto
Sin efecto
Aumentan
Willink et al., 1994
Bortoli et al.,1994
Buntin et al., 1995
Disminuye
Shi, 1995
Hammond,
1996
Disminuye
Schaafsma et al.,
1996
Antilla et al., 1996
Hammond et al.,
1996
Ferreira et al.,1996
Mwaja et al., 1996
Aumenta
Arion subfuscus
Ostrinia nubilalis
maíz
Aumenta
Pectinophora gossypiella
Babosas
algodonero
maíz
Disminuye
Aumenta
Diatraea saccharalis
Plutella xylostella
arroz
col
Disminuye
Pieris rapae
Trichoplusia ni
Leptinotarsa decemlineata
Phyllotreta spp.
tomate
canola
Disminuye
Disminuye
Aumenta
Hunt, 1998
Dosdall et al., 1999
vencional. Lo más recomendable es combinar las diferentes prácticas de
preparación de suelo con otras medidas de control cultural. Diversos autores han destacado la necesidad de considerar la rotación como una práctica imprescindible en los sistemas bajo laboreo conservacionista (Braga
da Silva, 1996; Bailey y Duczek, 1996; Bailey, 1997; Sturny, 1998).
Por ejemplo en relación con el comportamiento de las poblaciones de
insectos en soya cultivada en sistemas de cero labranza, Braga da Silva
(1996) propone establecer rotaciones con maíz, pues al determinar la
influencia de ésta sobre Sternechus subsignatus Boheman encontró que la
infestación por adultos, el número de larvas activas e invernantes y el
porcentaje de daño a las plantas de soya fue significativamente menor en
la rotación. Concluyó que la rotación maíz-soya es una medida importante en el manejo de S. subsignatus en áreas infestadas debido al hecho de
79
Manejo ecológico de plagas
que ni se alimenta ni oviposita sobre las plantas de maíz. Una rotación
adecuada (alternando granos y cultivos de follaje) es crucial para el éxito
de los sistemas de cero labranza (Sturny, 1998).
Las prácticas conservacionistas de preparación de suelos constituyen
uno de los componentes principales en el desarrollo de los sistemas agrícolas sostenibles, donde los organismos nocivos, tales como los insectos,
se consideran una variable del proceso. Para estimular la sostenibilidad
de los sistemas bajo laboreo conservacionista, se necesita mucho más
conocimiento acerca del efecto de los residuos de cultivo sobre los organismos fitófagos y sus enemigos naturales, así como conocer las
interacciones insecto-planta-enemigo natural en los diferentes ambientes que se crean en estos sistemas. Se necesita desarrollar investigaciones
en este sentido, donde participen profesionales de diferentes disciplinas
y sectores.
ROTACIÓN DE CULTIVOS
Entre las prácticas culturales que pueden implementarse con la finalidad
de crear un ambiente menos favorable para el desarrollo de los organismos nocivos se encuentra la rotación de cultivos. La misma es un sistema
en el cual éstos se siembran en una sucesión reiterativa y en una secuencia determinada sobre una misma superficie.
La rotación de cultivos es posiblemente el método de control de plagas
y enfermedades más antiguo que se conoce y necesita ser redescubierto
en la era del monocultivo y de la agricultura especializada e intensiva
(Cook y Veseth, 1991). Esta medida fue practicada en China durante la
dinastía Han, hace ya más de 3 000 años (MacRae y Mehuys, 1985). Con
la modernización de la agricultura, la aparición de los fertilizantes
inorgánicos y los plaguicidas sintéticos disminuyó el interés en la rotación a medida que aumentó en el cultivo continuo. La necesidad del establecimiento de sistemas agrícolas sostenibles ha hecho que esta práctica
sea tomada en consideración de nuevo. Con ésta se estimulan varios de
los mecanismos de regulación natural, lo cual tiene un papel decisivo en
el rendimiento de los cultivos por los beneficios que aporta. Tiene múltiples funciones, entre las más importantes están el manejo de los nutrientes
y la protección integrada de los cultivos en los sistemas agrícolas
sostenibles (Jordan y Hutcheon, 1996). La marcada influencia sobre la
fertilidad del suelo y sus propiedades físico-químicas hace que mejore su
respuesta ante los agentes causantes de la erosión y compactación, a la
80
Control Cultural
vez que influye sobre las poblaciones de los organismos, tanto nocivos
como beneficiosos, que tienen éste como hábitat.
Los factores y mecanismos responsables del incremento en los rendimientos no se conocen en su totalidad. Hay dos factores principales, que
a su vez han sido los más estudiados, el primero es que el incremento en
el suministro de nitrógeno es el responsable de la vasta mayoría de los
beneficios obtenidos con la rotación y el segundo que la disminución de
las poblaciones de malezas, insectos y de organismos que producen enfermedades también contribuye al aumento de los rendimientos. Pero
estos dos factores no explican completamente, en todos los casos, el incremento de los rendimientos asociado con la rotación de los cultivos
(Bullock, 1992).
En la rotación el principal factor de regulación natural a considerar es
el alimento. El cambio estacional de la fuente de alimento (el cultivo)
produce cambios en la población de los fitófagos e impide que se alcancen
niveles poblacionales altos, pues se rompe el ciclo biológico de los diferentes organismos. Mientras mayores sean las diferencias botánicas entre
los cultivos en una secuencia de rotación, mejor control puede esperarse
(Altieri, 1997). En los sistemas de producción orgánicos las rotaciones
constituyen la medida principal para el control de malezas, plagas y enfermedades (Lampkin, 1990). En la tabla 3.3 aparecen algunos ejemplos
exitosos de la aplicación de esta medida en el control de plagas de insectos.
La rotación es una herramienta fundamental para el Manejo Integrado
de Plagas (Bullock, 1992), pero si bien puede resultar una medida muy
efectiva contra ciertas especies también puede ser totalmente ineficiente
en el caso de otras. La efectividad de las rotaciones depende, entre otras
cosas, del organismo que se pretende regular. Insectos polífagos y/o con
alta movilidad son controlados con menos éxito que aquellos que tienen
escasa capacidad de migración y rango de hospedantes limitado. Los insectos con alta movilidad son capaces de invadir y colonizar desde los
campos vecinos y sitios más alejados. El mayor éxito se ha alcanzado en el
control de insectos que habitan en el suelo, de nematodos que afectan las
raíces de las plantas, de patógenos que se trasmiten por el suelo (si éstos
no producen esporas capaces de diseminarse por el aire) y de malezas que
se propagan vegetativamente.
Otro aspecto a tener en cuenta es el rango de hospedantes de los
fitófagos. Éste ha de ser estrecho, y por último, que las plagas sean incapaces de sobrevivir largos períodos en ausencia del hospedante vivo; aun81
Manejo ecológico de plagas
que esto no es totalmente absoluto, hay situaciones en las que si se tiene
un conocimiento profundo del organismo que se pretende controlar se
pueden establecer rotaciones con resultados efectivos en menor o mayor
grado, como en el caso de los trips.
Kawai (1990), en un ensayo realizado para determinar el efecto de los
cultivos de verano sobre las poblaciones de Thrips palmi (Karny) en los
cultivos de invierno encontró que en los distritos donde no se sembraron
cultivos hospedantes durante el verano, las poblaciones en el cultivo de
invierno fueron bajas; por el contrario, donde se cultivó berenjena o pepino, la población en el cultivo de invierno fue muy alta, estas dos plantas
se encuentran entre los hospedantes preferidos de dicho insecto. T. palmi
tiene una capacidad de dispersión baja, su actividad de vuelo no es alta y
por eso no es capaz de moverse a grandes distancias por sí mismo, pero
tiene un rango de hospedantes muy amplio, incluyendo numerosas malezas. Por eso es tan importante que los cultivos hospedantes más atractivos para este insecto -de tan difícil control- no sean cultivados nunca
sucesivamente. Ésta fue una de las primeras medidas adoptadas en Cuba
para prevenir la dispersión y el aumento de sus poblaciones, a partir de su
introducción en el país a finales de 1996.
La secuencia específica de cultivos que se empleen en la rotación depende de varios factores, entre los que se encuentran: el clima, las tradiciones, los hábitos alimentarios, consideraciones económicas y los posibles organismos plaga. Los esquemas de rotación no pueden mantenerse
fijos o estables durante un tiempo prolongado, pues la repetición continua de los mismos cultivos puede dar lugar a la aparición de nuevas plagas.
La rotación maíz-soya, en muchas de las zonas productoras de maíz en
Estados Unidos de Norteamérica y Canadá, ha sido durante muchos años
la principal estrategia de manejo para el control de Diabrotica virgifera
virgifera LeConte, una de las plagas del maíz de mayor importancia económica en esa región. A causa de la aceptación general de esta estrategia de
manejo, el uso de insecticidas aplicados al suelo ha disminuido en 50 %
en Illinois desde finales de los años 70 del siglo pasado (Gray et al., 1996).
En 1995, los productores del Centro Este de Illinois y del Noroeste de
Indiana sufrieron un daño severo por larvas de D. v. virgifera en maíz que
había sido rotado rutinariamente con soya, en algunos casos durante décadas. Las investigaciones realizadas en 1994 y 1995 indicaron claramente que los adultos estaban poniendo al menos algunos de sus huevos en
los campos de soya. Las consecuencias económicas y ambientales de este
82
Control Cultural
cambio de comportamiento pueden ser enormes. Se sugiere que los productores pueden haber seleccionado inadvertidamente una nueva raza de
D. v. virgifera a causa de la práctica rutinaria de rotar maíz con soya (Gray
et al., 1996).
La resistencia a los insecticidas del escarabajo de la papa, Leptinotarsa
decemlineata Say, es uno de los problemas que enfrentan los productores
de papa en Michigan. Las pérdidas han sido millonarias; en respuesta a
esta situación, aproximadamente el 100 % de la superficie cultivada está
bajo algún tipo de programa de MIP. La rotación es la práctica más común
Tabla 3.3 Ejemplos de rotaciones efectivas en la regulación de insectos plaga
Cultivo principal
Cultivo en rotación
Organismo nocivo
Referencias
papa
trigo
Wright,1984
trigo
soya
barbecho invierno
trigo invierno
maíz
Leptinotarsa
decemlineata
Cephus pygmeus
melocotonero
trigo-sorgo
Glebov, 1995
Sternechus subsignatus Braga da
Silva, 1996
Criconemella xenoplax Nyczepir et
al., 1996
(78%) en los programas de MIP establecidos para el manejo de la resistencia (Grafius, 1997).
CULTIVOS MÚLTIPLES
Con los cultivos múltiples ocurrió algo semejante a lo que sucedió con la
rotación. Con la modernización de la agricultura el monocultivo se intensificó y extendió. El creciente aumento de los problemas de plagas se ha
relacionado experimentalmente con la expansión del monocultivo, ya que
el proceso de simplificación de la biodiversidad alcanza una forma extrema en los monocultivos agrícolas, de ahí que una de las principales medidas a implementar en un programa de manejo agroecológico sea hacer
desaparecer el monocultivo como estructura básica del sistema agrícola
(Altieri, 1997). Para esto se precisa definir estrategias de diversificación.
Un elemento clave de éstas lo constituyen los cultivos múltiples.
Los sistemas de cultivos múltiples constituyen sistemas agrícolas
diversificados en el tiempo y en el espacio, por eso se definen como siste83
Manejo ecológico de plagas
mas en los cuales dos o más cultivos, se siembran o plantan simultáneamente, lo suficientemente cercanos como para que se presenten
interacciones entre ellos. En la definición dada por Andrews y Kassam
(1976) se enfatiza, “desarrollo de dos o más cultivos en el mismo campo
durante el mismo ciclo”, que es el caso de los que se clasifican como
intercultivos. Estos sistemas consisten en combinaciones espaciales y temporales de los diferentes cultivos en una superficie dada (Altieri, 1992).
Los cultivos pueden ser sembrados o plantados en diferentes arreglos
espaciales. De acuerdo con Andrews y Kassam (1976) estos se clasifican
como: intercultivos mezclados, no existe un arreglo espacial en hileras
que pueda distinguirlo; intercultivo en surcos, se refiere al desarrollo de
dos o más cultivos simultáneamente, donde uno o más cultivos son sembrados en surcos; intercultivos en franjas, desarrollo de dos o más cultivos simultáneamente en diferentes franjas, con un ancho que permita el
cultivo independiente, pero que a su vez estén tan cerca como para que
exista interacción; e intercultivos en relevo, desarrollo de dos o más cultivos simultáneamente durante parte del ciclo de vida de cada uno de
ellos, un segundo cultivo después que el primero ha llegado a su estado
de crecimiento reproductivo, pero antes de la cosecha de éste.
Entre los mecanismos de regulación natural que pueden ser estimulados en los policultivos están: alimento, camuflaje, ambiente de la planta,
confusión, repelencia y enemigos naturales, entre otros (tabla 3.1). En la
etapa de búsqueda, invasión y colonización de los insectos fitófagos sobre
un cultivo dado tienen que existir estímulos atrayentes que garanticen el
éxito. Esta atracción está gobernada por una relación química entre la
planta hospedante y los insectos y por estímulos visuales y puede ser
interferida al estar ubicados en un mismo espacio cultivos de diferente
naturaleza que provocan una ocultación o dilución del estimulo atrayente. Pero este mecanismo no está actuando solo. Las plantas de las diferentes especies que están sembradas juntas provocan también un efecto de
enmascaramiento, a la vez que constituyen barreras físicas que limitan la
colonización. El desarrollo poblacional y sobrevivencia resultan afectados
por la disminución de la dispersión que provocan las barreras físicas, y la
falta de estímulos para la colonización interfiere en los procesos de reproducción y alimentación.
Otro mecanismo de regulación natural muy importante son los enemigos naturales. Existen numerosos estudios en los que se ha demostrado
que el aumento en las tasas de mortalidad de insectos fitófagos en los
sistemas de cultivos múltiples tiene su causa en el aumento de las pobla84
Control Cultural
ciones de enemigos naturales (Andow, 1991). Ejemplos de sistemas de
cultivos múltiples que disminuyen la incidencia de plagas fueron compilados por Altieri (1992). De los 33 casos presentados, en 13 se hace referencia a los enemigos naturales como mecanismo de regulación.
El comportamiento de los insectos en los sistemas policulturales ha
tratado de explicarse a través de cuatro hipótesis ecológicas: resistencia
asociacional, enemigos naturales, concentración de recursos y apariencia
de las plantas. Altieri (1992) resumió los argumentos fundamentales de
estas cuatro hipótesis y discutió los dilemas teóricos que el planteamiento de las mismas ha generado.
Hipótesis de la resistencia asociacional. Plantea que los ecosistemas
en los cuales están entremezcladas plantas de diferentes especies poseen
una “resistencia asociacional” a los herbívoros además de la resistencia
que puedan tener las plantas individuales (Root, 1975). La resistencia
asociacional se expresa a través de la interferencia de las respuestas
olfatorias y/o visuales que produce confusión y limita el éxito de la búsqueda del hospedante.
Hipótesis de la concentración de recursos Fue formulada por Root
(1973). Se fundamenta en que las poblaciones de insectos fitófagos pueden ser influidas directamente por la dispersión espacial de sus plantas
hospedantes. Una característica común del comportamiento de un grupo
numeroso de herbívoros (en especial aquellos con un rango de hospedantes
estrecho) es encontrar y permanecer sobre hospedantes que crecen en
grupos densos o casi puros que pueden garantizar recursos concentrados
y condiciones físicas homogéneas (Root, 1973). En los cultivos múltiples
la homogeneidad de las condiciones físicas se rompe y la concentración
de recursos disminuye por los efectos perturbadores de las plantas no
hospedantes.
Hipótesis de los enemigos naturales. También fue formulada por
Root (1973). Se sustenta en la idea de que en los policultivos debe existir
una mayor cantidad y diversidad de enemigos naturales que en los monocultivos, debido a que los primeros pueden proporcionar presas y
hospedantes alternativos, una mejor distribución espacial y temporal de
fuentes de polen y néctar que atraen un mayor número de enemigos naturales y aumentan el potencial reproductivo de éstos y ofrecen sitios de
refugio y para la nidada. Por otra parte, el aumento de la cobertura del
suelo favorece las poblaciones de depredadores que tienen éste como
hábitat, tal es el caso de las hormigas depredadoras de diferentes géneros
como Pheidole y Tetramorium, que son tan comunes en las plantaciones con
85
Manejo ecológico de plagas
una cobertura densa. Un elevado número de especies de depredadores
tiene hábitos polífagos, a la vez que amplios requerimientos de hábitat, lo
que les permite explotar un número grande de fitófagos en los más diversos micro hábitat. En una revisión realizada por Andow (1991) a 209 artículos que abordaban la relación entre la diversidad vegetal y las poblaciones de artrópodos herbívoros en los agroecosistemas, se encontró que en
los policultivos 52 % de los herbívoros estudiados eran menos abundantes,
mientras que 53 % de los enemigos naturales eran más abundantes.
Hipótesis de la apariencia de las plantas. La hipótesis fue formulada en el mismo año por Feeny (1976) y Rhoades y Cates (1976). En su
teoría acerca de la defensa química de las plantas plantearon una clasificación que tiene como base la susceptibilidad de éstas a las plagas. La clasificación establecida divide a las plantas en dos grupos: “aparentes o
predecibles” y “no aparentes o impredecibles”. El término “aparente” se
aplica a aquellas plantas que han perdido parte de sus defensas naturales
a causa de determinadas prácticas agrícolas. Según Feeny (1976) la “apariencia” de una planta de cultivo aumenta por su asociación cercana con
especies relacionadas, por lo que es de esperar que las plantas en monocultivo presenten defensas químicas y físicas debilitadas. El conocimiento de esta teoría permite estimular mediante determinadas prácticas agrícolas las defensas naturales de las plantas. Entre las prácticas que pueden
aumentar o disminuir la “apariencia” de un cultivo está el policultivo. En
los cultivos múltiples pueden presentarse otros efectos que no siempre
encuentran una explicación en las hipótesis antes señaladas, como es el
caso de los cultivos trampa.
Efecto de los cultivos trampa
Una crítica esgrimida por Vandermeer (1992) a las hipótesis que tratan
de explicar las relaciones entre la diversidad vegetal y el ataque de plagas
es que no han considerado el efecto denominado “cultivo trampa”. El
principio de éstos parte del hecho de que las plagas a menudo muestran
preferencia por determinadas plantas. Dada esta preferencia, la presencia
de un segundo cultivo en la vecindad del cultivo principal podría atraer
una plaga que de otra manera atacaría este último (Hokkanen, 1991;
Vandermeer, 1992). El conocimiento de estas preferencias permite diseñar opciones de manejo más seguras desde el punto de vista económico y
ambiental de modo que disminuyan los costos de producción y se reduzca la dependencia de los plaguicidas. De ahí que el uso de los cultivos
86
Control Cultural
Tabla 3.4 Ejemplos de cultivos trampa
Cultivol
Principa
Cultivo
Trampa
Plagas
País
Referencias
tomate
tomate
tomate
tomate
algodonero
frijol común
frijol común
frijol común
crotalaria
garbanzo
Spodoptera sunia
Bemisia tabaci
B. tabaci
Bemisia argentifolii
Heliothis armigera
Nicaragua
Guatemala
Costa Rica
Puerto Rico
Australia
algodonero
algodonero
col
dolicho
alfalfa
mostaza
de la India
H. armigera
Miridos
Plutella xylostella
Australia
Australia
Sud Africa
Rosset et al., 1986
Salguero, 1993
Arias e Hilje, 1993
Pantoja y Cabrera, 2001
Scholz et al., 2000
Murray et al., 2000
Scholz et al., 2000
Scholz et al., 2000
Charleston y Kfir, 2000
trampa tenga una especial importancia para la agricultura de subsistencia
en los países en desarrollo. En la tabla 3.4 se presentan algunos ejemplos
de cultivos trampa que han resultado efectivos en el control de determinados insectos.
Efecto del cultivo barrera
Otro mecanismo de regulación natural que se pone de manifiesto en los
sistemas de cultivos múltiples es la interferencia. Los cultivos secundarios pueden actuar como un obstáculo físico que impide o limita el acceso
de los organismos nocivos al cultivo que se quiere proteger, de ahí la
denominación que se utiliza frecuentemente de “cultivo barrera” para los
cultivos secundarios que cumplen esta función.
Un cultivo barrera es aquel que sembrado o plantado en asociación
con el cultivo principal impide, limita, obstaculiza, interfiere o dificulta el
reconocimiento y colonización de los insectos que en circunstancias normales concurren a éste. Éste no sólo se limita a funcionar como un obstáculo físico, los mecanismos a través de los cuales transcurre su acción son
variados y además de la interferencia están: la atracción, la repelencia y la
facilitación del control biológico.
Varias plantas de patrón de crecimiento alto, fundamentalmente en la
familia Poaceae, han sido evaluadas como cultivo barrera. El maíz y el
sorgo se encuentran entre las más utilizadas. Las características botánicas, un tallo alargado y recto, de muchas de las variedades de estas dos
plantas, las hacen muy apropiadas como cultivos barrera. Está también el
87
Manejo ecológico de plagas
hecho de que pueden soportan una población relativamente alta de insectos fitófagos de diferentes especies sin que sufran un daño apreciable, los
que a su vez atraen a un elevado número de enemigos naturales y por otra
parte, a causa de la producción de determinados compuestos secundarios
pueden actuar además como “planta trampa”. Los dos cultivos se utilizan
en México como barreras para proteger a los cultivos de chile y melón de
la invasión de áfidos y de esta forma reducir la dispersión de los virus que
éstos transmiten, y en Centro América para el control de mosca blanca
(Hilje, 1993; Salguero, 1993). En Cuba, el uso de barreras de maíz y
sorgo forma parte de las medidas de manejo integrado de T. palmi, su
función principal es la preservación y aumento de las poblaciones de enemigos naturales, fundamentalmente de los géneros Orius, Chrysopa y
Franklinothrips (Murguido et al., 2000).
El efecto barrera de un determinado cultivo no es una característica
que se manifieste sólo en función de éste. En el momento de diseñar un
plan de manejo donde se considere aprovechar dicho mecanismo de regulación natural hay que considerar sobre que grupo de insectos puede un
cultivo ejercer esta acción con mayor efectividad. Quiere esto decir, que
hay que conocer muy bien las interacciones planta-insecto. Las moscas
blancas, por ejemplo, son débiles voladoras y necesitan de las corrientes
de aire para emigrar tanto a distancias largas como cortas (Byrne et al.,
1996), de ahí que se pueda aprovechar su baja capacidad de vuelo para
controlarlas mediante el uso de barreras. En Puerto Rico, entre las medidas implementadas en el programa de MIP para el control de la mosca
blanca (B. argentifolii), en tomate, está el uso de la caña de azúcar como
cultivo barrera (Pantoja y Cabrera, 2001).
De hecho los resultados de numerosas investigaciones han demostrado
que las poblaciones de moscas blancas y áfidos pueden ser reguladas con
éxito implementando esta estrategia (Salguero 1993; Nelson y Natarajan,
1994; Avilla et al., 1996; Pantoja y Cabrera, 2001). Aunque no se puede
generalizar, pues a pesar de existir una amplia evidencia experimental y de
que los cultivos barrera están considerados dentro de las estrategias para el
manejo de la mosca blanca y otras plagas en varios países en desarrollo, en
ocasiones se obtienen resultados que no se corresponden con la práctica
establecida. Smith y McSorley (2000) evaluaron, durante dos años consecutivos, el efecto del maíz como cultivo barrera para el control de B. argentifolii
en frijol común y concluyeron que tuvo muy poco efecto.
En el caso de los áfidos el mecanismo de funcionamiento del cultivo
barrera es bastante curioso; los áfidos limpian su estilete al succionar la
88
Control Cultural
savia de la planta que está sirviendo de barrera y cuando llegan al cultivo
que se quiere proteger éste va libre de virus (Salguero, 1993). A esta
misma conclusión llegaron Avilla et al. (1996) quienes determinaron la
efectividad del maíz, sorgo y girasol como cultivo barrera para áfidos en
pimiento. Para evaluar las poblaciones de áfidos que aterrizaban sobre
cada tipo de parcela experimental se colocaron trampas. En el ensayo
quedó demostrado que este método puede llegar a reducir o retrasar la
enfermedad producida por los virus que transmiten los áfidos. Al examinar las trampas se comprobó, que el número de áfidos que llegaban al
campo de pimiento protegido por la barrera era similar al que llegaba al
campo no protegido, por lo que se explicó la reducción en la incidencia de
la enfermedad como resultado de una disminución en la infectividad de
los vectores, que aterrizaron en los cultivos barrera antes de alcanzar las
parcelas de pimiento. Salguero (1993) recomienda sembrar las barreras
en forma perpendicular a la dirección principal de los vientos, y hacerlo
preferentemente alrededor del cultivo. La distancia entre barreras dependerá del interés económico de cada agricultor y del cultivo a proteger.
En estudios de campo realizados en la India, para determinar el efecto
de los cultivos barrera sobre la incidencia de plagas de insectos en chile,
se encontró que numerosas plagas (Lepidoptera, Thripidae, Aphididae y
Acari) fueron mucho más bajas en parcelas bordeadas por sesbania que
en las otras variantes probadas (Nelson y Natarajan, 1994). Jeyakumar y
Uthamasamy (1996) al evaluar la posibilidad de utilizar el cultivo del
arroz como barrera viva para limitar la migración de Liriomyza trifolii Burgess
in Comstock hacia los campos de algodonero encontraron que la incidencia e intensidad de la plaga fue baja (2-4%), por lo que concluyeron que el
arroz actuó como una barrera efectiva para L. trifolii.
SIEMBRA O PLANTACIÓN
Fechas de siembra o plantación
Otra práctica de manejo cultural crucial para el desarrollo de un cultivo sano es la siembra. En esta actividad hay que considerar la fecha buscando el momento óptimo. El manejo del momento de siembra o plantación es una medida que permite lograr la asincronía fenológica, haciendo que se presente la fase más susceptible del cultivo en el momento en que el nivel poblacional de la plaga es más bajo. No basta sólo con
la elección de la fecha más apropiada, hay que considerar también la
89
Manejo ecológico de plagas
realización de ésta en un corto período de tiempo. La base del control
cultural del picudo del algodonero, Anthonomus grandis Boheman, en Texas,
es la plantación uniforme entre fines de mayo y principios de junio (Slosser,
1996).
La polilla de la col, Plutella xylostella, es uno de los insectos que más
daño produce en el cultivo de las crucíferas en muchas regiones del mundo, llegando al punto de llegar a perderse más del 90 % de la cosecha si el
nivel de infestación es muy alto (Verkerk y Wright, 1996). El estimado de
los costos para su control ascendía a un billón de dólares americanos
anualmente en la década de los 80 y principios de los 90 del siglo pasado
(Talekar y Shelton, 1993). La resistencia a gran parte de los insecticidas
más comunes, además de consideraciones ambientales y de salud, hace
que en casos como éste sea aún más importante el diseño de estrategias
de manejo que consideren medidas de carácter preventivo. El efecto de la
fecha de siembra sobre el nivel de daño producido por P. xylostella, en col,
fue estudiado por Viraktamath et al. (1994). Las fechas de siembra en las
que se presentó el porcentaje más alto de hojas dañadas fueron las tardías, primera semana de enero (98.83 %), seguida por la primera semana
de diciembre (48.18 %) en ambos casos; los repollos cosechados no fueron comercializables. El menor porcentaje de daño (16.87 %) y el rendimiento medio más alto por parcela (12.2 kg) se obtuvo en el cultivo plantado en fecha temprana (primera semana de octubre).
Helicoverpa armigera (Hübner) es una plaga clave del garbanzo en la India. La población más pequeña y el rendimiento mayor de grano se ha
observado en los campos sembrados en fecha temprana (octubre)
(Chaudhary y Sachan, 1995).
Estudios en Assam, India, en los cuales fue plantado chile mensualmente desde el 20 de octubre de 1992 hasta el 20 de febrero de 1993, demostraron que la incidencia y el porcentaje de infestación más bajo de Scirtothrips
dorsalis Hood (1.2 trips/planta, 8.4 %) y el rendimiento más alto (3.7 t/ha)
se alcanzó para el cultivo plantado el 20 de octubre. La incidencia de trips
se incrementó y el rendimiento decreció progresivamente con la fecha de
plantación, para el cultivo plantado el 20 de febrero fue 2.7 trips/planta y
11.8 % de infestación y el rendimiento 2.9 t/ha (Borah y Langthasa, 1995).
Un comportamiento similar presentó Thrips tabaci Lindeman, en cebolla.
Dawood y Haydar (1996), al determinar el efecto de cinco fechas de plantación (a principio, mediados y finales de diciembre y mediado y finales de
enero) sobre los niveles de infestación de trips y su relación con el rendimiento del cultivo, concluyeron que las fechas de plantación más apropia90
Control Cultural
das fueron a principios y mediados de diciembre. En los campos plantados
en fecha tardía, T. tabaci alcanzó niveles altos de infestación.
Aunque, de manera general, se recomienda en muchos cultivos la siembra temprana para evitar altos niveles de infestación, se da el caso de
cultivos en los que la recomendación válida es no sembrar en fecha temprana; Murguido (1995) determinó que cuando el frijol se siembra muy
temprano en la temporada (junio, julio, agosto) aumenta la incidencia y
el daño por el saltahojas Empoasca kraemeri Ross y Moore, el efecto sobre
la disminución del rendimiento fue mayor debido al adelanto de la floración, el cultivo del frijol es más susceptible a pérdidas por defoliación en
las etapas de floración y de formación de las vainas que en el periodo
vegetativo. Das (1996), al determinar el efecto de la fecha de siembra
sobre la incidencia de Polyphagotarsonemus latus Banks en yute, observó
que en general, en la fecha más temprana de siembra (cuarta semana de
marzo) se encontró el nivel de infestación más alto, mientras que las
plantas sembradas más tarde (cuarta semana de abril) tuvieron un nivel
de infestación bajo.
La respuesta ante la fecha de siembra o plantación de las diferentes plagas que concurren a un cultivo puede ser diferente. En un estudio realizado
en arroz se encontró que el transplante tardío favoreció densidades
poblacionales elevadas de Nilaparvata lugens Stal, Sogatella furcifera (Horváth),
Laodelphax striatellus (Fallén) y Nephotettix cincticeps (Uhler), mientras que
las poblaciones de Chilo suppressalis (Walker) y C. medinalis se incrementaron
con el transplante temprano (Ma y Lee, 1996). Este hecho también fue
observado por Kagungi et al. (2000) en un ensayo realizado para evaluar la
influencia del momento de siembra y la densidad de plantación sobre los
niveles de infestación de las plagas del caupí, ellos encontraron que la siembra
temprana en cada estación redujo las infestaciones de áfidos (Aphis craccivora
Koch), de trips (Megalurothrips sjostedti Trybom) y del complejo de chinches
que se alimentan de las vainas, pero no redujo la infestación por Maruca
vitrata F.; la explicación que se le dio a este comportamiento fue que las
lluvias intensas que tienen lugar al principio de la estación lavaron los áfidos
de las plantas. Las precipitaciones abundantes favorecieron el crecimiento
del caupí y éstas desarrollaron un follaje más denso. La mayor densidad
foliar favoreció la reproducción y supervivencia de M. vitrata, pues protegió
a los estados inmaduros de los depredadores y de la luz del sol que puede
causar deshidratación.
Estos resultados indican que cuando se trata de buscar una fecha
óptima para la siembra o plantación de un determinado cultivo, en re91
Manejo ecológico de plagas
lación con el control de plagas, hay que tomar en consideración el conjunto de los organismos, no vaya a suceder que tratando de evadir la
presencia de uno en particular, se provoque un daño mayor por otro
que no fue considerado. Como se ha visto, la respuesta del conjunto de
organismos que concurren a un cultivo ante esta medida de control
cultural es diferente, ya que será dada en función de múltiples características, entre las que hay que considerar además de la fenología del
cultivo, el comportamiento, hábitos, biología y ecología de los organismos nocivos.
Densidad de siembra o plantación
La densidad de siembra tiene un efecto variable sobre las poblaciones de
los diferentes organismos que concurren a un cultivo en particular. Según
Zadoks (1993), “puede tener cualquier efecto”. En general, la humedad dentro de un cultivo es favorecida a densidades altas, de modo que las enfermedades foliares pueden incrementarse, en tanto que los insectos que se
alimentan del follaje pueden disminuir (Zadoks, 1993), tal como sucede
con los áfidos (A. craccivora) en caupí (Kagungi et al., 2000).
En un ensayo realizado en Alberta, Canadá, se evaluó el efecto de cuatro densidades de siembra sobre los niveles de infestación de Delia radicum
L. y Delia floralis (Fallén), en canola y col china. El aumento en la densidad
de plantación causó una disminución del diámetro basal del tallo; por el
contrario, a densidades menores crecieron plantas con un diámetro basal
del tallo mayor y un aumento significativo de la población de huevos de
Delia spp. y del daño causado por las larvas al alimentarse. Estos datos
indican que las hembras de Delia spp. prefieren para ovipositar las plantas
con tallos más desarrollados, los que se logran a densidades de siembra
más bajas y por consiguiente el daño es más grande que en las plantas
pequeñas (Dosdall et al., 1996).
La teoría de la defensa química de las plantas desarrollada por Feeny
(1976) y Rhoades y Cates (1976) plantea que la “apariencia” de un cultivo puede ser aumentada o disminuida por cultivos de alta densidad. En el
caso anterior parece ser que una densidad de plantación mayor desarrolló
plantas “no aparentes o impredecibles” para Delia spp. Un comportamiento
diferente se encontró para Chilo auricilius Dudgeon, en el cultivo de la
caña de azúcar donde el daño máximo se observó a una densidad de siembra mayor, cuando la distancia entre surcos era de 60 cm, seguido por 90
y 120 cm (Singla et al., 1995).
92
Control Cultural
El cultivo del caupí también se hace más ”aparente o predecible” para
algunas de sus plagas claves cuando se siembra a densidades altas. Kagungi
et al. (2000) encontraron que las poblaciones del trips de las flores, M.
sjostedti; del perforador de la vaina, M. vitrata y del complejo de chinches
que se alimentan de las vainas, eran más abundantes a densidades de
siembra mayores, debido probablemente a que una densidad mayor de
plantas facilita la colonización y el encuentro con el hospedante más próximo. Sin embargo, no hubo en este caso, una afectación notable del rendimiento, que resultó ser más alto que en los campos sembrados a una
densidad menor. Esto último es uno de los aspectos a tener en cuenta
cuando se hacen evaluaciones de distancia de siembra o plantación. Puede permitirse un cierto nivel de daño al cultivo sin que se perjudique el
rendimiento; la calidad cosmética de determinados productos agrícolas
no debe ser lo que determine una u otra medida de control.
Profundidad de siembra o plantación
Al igual que la densidad, la profundidad de siembra tiene un efecto variable
sobre el desarrollo de los organismos nocivos. La profundidad a la cual se
coloca las semillas y el material de propagación pueden afectar la incidencia
y severidad del ataque de determinados organismos, lo que debe investigarse
para diseñar la estrategia de su manejo. Generalmente, la plantación poco
profunda es una práctica efectiva para disminuir el riesgo que representan las
enfermedades, ya que las plantas emergen del suelo rápidamente, lo contrario ocurre cuando se trata de insectos que atacan las raíces, como es el caso
del tetúan del boniato, Cylas formicarius F. Para la regulación de ese insecto se
recomienda hacer aporques continuos para que el tubérculo profundice en el
suelo y así disminuir las posibilidades de ataque.
Esta recomendación también es válida para la regulación de Phthorimaea
operculella (Zeller) (polilla de la papa). En el campo, los huevos son puestos en la zona de tuberización, en las grietas del suelo, cerca de la base del
tallo de la planta; la altura del aporque debe estar entre 20-25 cm, de esta
forma se construye una barrera que dificulta el desplazamiento de las
larvas recién emergidas a los tubérculos en formación.
MOMENTO DE COSECHA
La elección del momento óptimo de cosecha es clave para limitar el aumento de las poblaciones de insectos que aparecen en las fases tardías de
93
Manejo ecológico de plagas
desarrollo del cultivo, tanto como para aquellos que aparecen en fases
más tempranas y lo acompañan hasta el final. Esta elección es aún más
importante cuando se trata de insectos que hacen su aparición en el campo y que constituyen plagas de almacén, como los gorgojos de los granos
y para aquellos que se alimentan de los frutos como Heliothis en tomate y
pimiento. Las medidas de control cultural constituyen el centro de diferentes programas de MIP para el control de la polilla de la papa, entre
éstas se encuentra la cosecha temprana de los tubérculos, la polilla es
plaga de campo y de almacén. Se recomienda realizar el corte del follaje
en cuanto se observe el amarilleo típico que indica la madurez fisiológica
del cultivo, de este modo se limita el refugio de los adultos en el campo de
papa, una semana después del corte debe realizarse la cosecha, mientras
más tiempo permanezcan en el campo los tubérculos, mayores riesgos se
corren de nuevas infestaciones.
MANEJO DE LA NUTRICIÓN
La nutrición del cultivo es también un elemento clave a manejar en la
regulación de los organismos plaga. Lamentablemente es insuficiente la
atención que se presta a la relación entre la nutrición del cultivo y el
control de plagas. La fertilización es una práctica agrícola que generalmente no se relaciona con la protección del cultivo (Katan, 1996). En la
mayor parte de los programas de manejo de plagas esta relación no se
tiene en cuenta, aunque desde hace cientos de años los agricultores aprendieron a relacionar los brotes de plagas con la pérdida natural de la fertilidad de los suelos. Por otra parte, muchas de las investigaciones realizadas para estudiar las interacciones nutrición-planta-organismo nocivo se
han centrado en microorganismos patógenos, especialmente hongos (Palti,
1981; Thurston, 1992; Huber, 1997) y en menor medida se han dedicado
al estudio de esta interacción para el caso de insectos y ácaros.
El estado nutricional de las plantas puede determinar su respuesta
ante la presencia de plagas. Un estado nutricional óptimo confiere a las
plantas determinadas condiciones y características físico-químicas que las
protegen de un posible ataque de fitófagos. Entre esas condiciones y características están, según Palti (1981): aumento del vigor de crecimiento,
cutícula y epidermis más gruesas, aumento de la lignificación de tejidos,
estimulo de reacciones de defensa, aumento de la tasa de crecimiento (se
acorta el tiempo de los estados tempranos más susceptibles) y mejor economía del agua.
94
Control Cultural
La teoría de la Trofobiosis explica la relación existente entre la nutrición de las plantas y los organismos plaga. Se han realizado numerosos
ensayos que la corroboran (Chaboussou, 1987). Las bases que la sustentan pueden resumirse como sigue:
• Las plantas sanas son capaces de resistir el ataque de diferentes
organismos nocivos.
• La resistencia está relacionada con la síntesis de proteína por parte
de la planta.
• La síntesis de proteína puede ser alterada por el efecto directo de
los plaguicidas o por una nutrición desbalanceada del cultivo.
• La interrupción de la síntesis de proteína provoca que se acumulen
y circulen en el tejido de las plantas, azúcares solubles, compuestos
nitrogenados y aminoácidos libres.
• Los azúcares solubles, compuestos nitrogenados y aminoácidos libres constituyen una fuente de nutrientes para las plagas que favorece su reproducción y supervivencia.
El desbalance nutricional de la planta puede ocurrir cuando se usan
fertilizantes minerales en dosis elevadas. Ese desbalance ocurre a causa
de la toma excesiva de nutrientes tales como los nitratos que pueden ser
almacenados en las células de las plantas o por la presencia de altas cantidades de iones en la solución del suelo que bloquea la liberación y toma
de otros nutrientes. Esta teoría da una explicación al por qué la naturaleza y la cantidad de fertilizante utilizado tanto inorgánico como orgánico
influye en las poblaciones de diferentes organismos asociados al cultivo.
Los insectos herbívoros relacionan el contenido de nitrógeno de las
plantas con su calidad (Jauset et al., 2000). En la literatura científica aparece ampliamente documentado el hecho de que el contenido de nitrógeno de la planta hospedante influye marcadamente en la supervivencia,
desarrollo y reproducción de ácaros y de insectos de diferentes órdenes,
pero en particular, sobre homópteros (Minkenberg y Fredix, 1989;
Patriquin et al., 1995; Jauset et al., 1998; Jauset et al., 2000).
El efecto de los fertilizantes nitrogenados sobre los organismos nocivos está determinado por la naturaleza de éstos más que por la cantidad. Se ha demostrado que hay un comportamiento diferenciado de las
plagas ante los nitratos y el nitrógeno amoniacal. Las hojas de las plantas fertilizadas con nitrógeno amoniacal presentan en sus tejidos y
exudados concentraciones más elevadas en aminoácidos (tres a cuatro
95
Manejo ecológico de plagas
veces más) y en azúcares, que las plantas fertilizadas con nitrógeno nítrico (Chaboussou, 1987).
El efecto de los fertilizantes está también determinado por la especie
de organismo nocivo, lo cual puede apreciarse en la tabla 3.5. Aún dentro
de una misma familia de insectos la respuesta a la fertilización nitrogenada
puede ser variable. Las poblaciones de la mosca blanca de los invernaderos, Trialeurodes vaporariorum Westwood, son muy sensibles a los cambios
en el contenido de nitrógeno de la planta hospedante (Jauset et al., 1998).
El contenido de nitrógeno de las plantas está directamente relacionado
con el nivel de fertilización nitrogenada y éste afecta la distribución de los
adultos de T. vaporariorum entre y dentro de las plantas de tomate. El
incremento en la fertilización nitrogenada aplicada en tomate estimula su
desarrollo. Este estimulo se manifiesta en una frecuencia de oviposición
más alta, en una menor mortalidad de los huevos y en un tamaño mayor
de ninfas y adultos (Jauset et al., 2000).
Los sistemas agrícolas basados en un manejo de la nutrición a partir de
fuentes orgánicas son menos propensos al ataque de plagas que aquellos
cuyo manejo está basado en el uso de los fertilizantes inorgánicos convencionales. Esta es una idea que está en discusión, a pesar de que existen evidencias empíricas de que puede ser así (Patriquin et al., 1995). Los
productores orgánicos han afirmado durante mucho tiempo que las plagas y enfermedades son indicadores de problemas de fertilidad del suelo.
Tabla 3.5 Respuesta de insectos a la fertilización nitrogenada
Organismo
Tipo de respuesta
Referencia
Brevicoryne brassicae
Aumento de la reproducción
Chaboussou, 1987
Myzus persicae
Aumento de la reproducción
Chaboussou, 1987
M. persicae
Aumento de la población
Edwards et al.,1996
Panonychus ulmi
Crecimiento de la población
Chaboussou, 1987
Trialeurodes vaporariorum
Estimulación del desarrollo
Jauset et al., 2000
Bemisia argentifolii
Aumenta velocidad de
Blua y Toscano, 1994
desarrollo larval
96
Bemisia tabaci
Aumento de la reproducción
Jauset et al., 1998
Macrosiphum euphorbiae
Aumento de la población
Edwards et al.,1996
Nilaparvata lugens
Incremento de poblaciones
Ma et al., 1996
Sogatella furcifera
Incremento de poblaciones
Ma et al., 1996
Laodelphax striatellus
Incremento de poblaciones
Ma et al., 1996
Control Cultural
Los mecanismos que podrían explicar esta relación han sido demostrados
(Patriquin et al., 1995). Por ejemplo Ostrinia nubilalis (Hübner) prefiere
para ovipositar plantas de maíz que crecen en suelos con un manejo de la
nutrición convencional. Las puestas de huevos de ese insecto fueron 18
veces más altas en plantas de maíz sembradas en suelos manejados convencionalmente que en los manejados orgánicamente, independientemente
de la fuente de nutrición que se utilizó en el momento de la siembra
(Phelan et al., 1995).
Claro está que la preferencia de un insecto por una planta en particular
está gobernada por un sin número de factores y en una circunstancia dada
unos prevalecen sobre otros y determinan el comportamiento. También
puede darse el caso de que el nivel poblacional de una plaga, o el daño
que ésta cause no guarde relación con la historia previa del manejo de la
nutrición del cultivo. Letourneau et al. (1996) realizaron una investigación con el fin de detectar si diferentes prácticas de manejo de suelo tenían impacto sobre el cultivo del tomate, en términos de contenido de
nitrógeno en los tejidos y por consiguiente si éste influía sobre el daño
causado por herbívoros. En las evaluaciones realizadas en 17 fincas encontraron que el contenido de nitrógeno en los tejidos de las plantas de
tomate varió ampliamente entre las muestras tomadas de fincas con esquemas de manejo orgánico y en las de esquemas de manejo convencional. Sin embargo, el daño al follaje no aumentó con el incremento del
contenido de nitrógeno, lo cual demuestra que la preferencia de los insectos por una planta con un contenido de nitrógeno elevado puede tener
una respuesta diferenciada.
SOLARIZACIÓN DEL SUELO
La solarización es un proceso hidrotérmico, natural, de desinfección del
suelo que se logra a través del calor solar (Stapleton, 2000). El método
consiste en cubrir el suelo, húmedo y desnudo, con un material que permita el paso de los rayos solares, generalmente polietileno transparente.
Esta es una técnica de desinfección relativamente nueva, a la que también
se le denomina calentamiento solar. La sencillez del método contrasta
con la complejidad de los mecanismos (físicos, químicos y biológicos) a
través de los cuales transcurre la desinfección. En el suelo tratado se producen varios procesos interrelacionados, que resultan en una mayor sanidad, crecimiento, rendimiento y calidad de los cultivos (Stapleton, 1997,
2000).
97
Manejo ecológico de plagas
El control de las plagas del suelo es más complejo que el de las plagas
foliares, lo que ha influido en el hecho de que se hayan desarrollado menos alternativas para su control, en comparación con las plagas foliares.
Esta situación ha creado una dependencia de los desinfectantes químicos,
más exactamente del Bromuro de Metilo. La eliminación del Bromuro de
Metilo, que plantea el Protocolo de Montreal, obliga a la búsqueda en un
plazo breve de alternativas para su sustitución. Entre esas alternativas
está la solarización (Katan, 1999).
La solarización es efectiva para la reducción de las poblaciones de un
grupo numeroso de organismos que tienen el suelo como hábitat, entre
los que están: hongos, bacterias, nematodos, insectos y malezas. Aunque
el radio de acción es amplio, la mayor parte de las investigaciones que se
han realizado para determinar su efectividad han tenido como objetivo
central a organismos patógenos, especialmente hongos y nematodos
(Katan, 1987; Stapleton, 1997).
PAPEL DEL CONTROL CULTURAL EN EL MANEJO DE
PLAGAS EN CUBA
La tendencia seguida en Cuba respecto al uso del control cultural durante
la época de mayor auge de la agricultura convencional, fue la misma que
se siguió en otras partes del mundo y aunque desde hace más de una
década se vienen implementando programas de MIP, con una sólida base
ecológica, sólo recientemente es que aumenta el uso de otras alternativas
ecológicas que complementan lo que hasta ahora se venía haciendo en el
campo del control biológico.
La rotación de cultivos, al dejar de ser una necesidad para el mantenimiento de la fertilidad del suelo por la disponibilidad de fertilizantes
inorgánicos y además por la disponibilidad de numerosos plaguicidas,
fue una de las primeras prácticas en ser desechadas, a pesar de formar
parte de las más arraigadas tradiciones campesinas. Tanto es así, que al
producirse la disminución en la disponibilidad de plaguicidas y fertilizantes inorgánicos, es una de las primeras en ser rescatadas por el sector
campesino. Hay que destacar que fue justamente en ese sector donde se
inicia la recuperación después del advenimiento de la crisis y el brusco
descenso de los rendimientos agrícolas. Esta concepción ha cambiado
sustancialmente, en estos momentos la rotación de cultivos es una de las
prácticas de control cultural que forma parte obligada de muchos de los
programas de MIP que se ejecutan en el país.
98
Control Cultural
Para algunos cultivos se hizo evidente que la rotación era un elemento
clave en el manejo integrado de determinados organismos, tal es el caso
de los nematodos (Fernández, 2000). En tabaco, para el control de
Meloidogyne se recomienda rotar con maíz, maní, millo, frijol terciopelo, y
ajonjolí (Fernández et al., 1990; Fernández et al., 1998). En el cultivo del
boniato está establecido un programa de MIP para C. formicarius que tiene como uno de los componentes fundamentales la rotación, al menos
durante uno o dos años, constituyendo ésta una de las medidas principales en el manejo de ese insecto especialista de tan difícil control. Éste se
encuentra entre los programas de MIP que mayores éxitos han tenido.
Prácticamente en el 100% de los sitios que se dedican al cultivo del boniato, se implementa esta medida. Entre las rotaciones más comunes están:
boniato-papa, boniato-maíz, boniato-frijol y boniato-maní. Para el control de mosca blanca en tomate y frijol está establecido un programa de
rotación que considera en primer lugar a las poaceas (sorgo, maíz y pastos) (Murguido et al., 2001).
Como ya se explicó al inicio del capítulo, la efectividad de las rotaciones depende, entre otras cosas, del organismo que se pretende regular. El
mayor éxito se ha alcanzado en el control de malezas y nematodos que
atacan las raíces de las plantas, por lo que la rotación de cultivos es una
medida utilizada en Cuba en programas de manejo alternativo de malezas, en la regulación de nematodos y en menor magnitud para el manejo
de insectos y patógenos (tabla 3.6).
Con los cultivos asociados ocurrió algo semejante a lo sucedido con la
rotación. La modernización de la agricultura hizo que el monocultivo se
intensificara y extendiera. Está situación ha cambiado, pero aún se precisa continuar definiendo y estableciendo estrategias de diversificación. Un
elemento clave dentro de las estrategias de diversificación lo constituyen
precisamente los cultivos múltiples. En la situación actual de la agricultura cubana esta diversificación ha representado un desafío, pues históricamente la base de nuestra agricultura ha sido el monocultivo, aunque en el
pasado los cultivos asociados fueron una práctica bastante extendida, incluso en las áreas cañeras, pues, además de los pequeños productores,
siempre precisados de aprovechar al máximo la tierra disponible, el asocio era utilizado por productores medianos y grandes, como pago a los
obreros agrícolas por las labores que como el deshierbe realizaban en los
cañaverales. De esta forma el obrero era autorizado a plantar frijoles y/o
maní en los entresurcos -sobre todo en caña planta- y sólo se les pagaba
con dinero los deshierbes adicionales después que recogieran la cosecha.
99
Manejo ecológico de plagas
El uso de esta tradicional práctica agrícola fue disminuyendo hasta
quedar reducida a un pequeño grupo del sector campesino, quienes, al
igual que en el caso de la rotación, fueron los primeros en rescatarla al
producirse el déficit en la producción de alimentos a inicio de la década
de los 90. En los últimos años se ha ido extendiendo (Casanova et al.,
2001) (tabla 3.7), de modo que ya es una práctica habitual entre los pequeños agricultores, los cooperativistas, y en los sistemas conocidos como
“organopónicos” que tanto abundan en los terrenos dedicados a la agricultura urbana; el uso de la lechuga como cultivo acompañante es muy
común (figuras 3.2, 3.3 y 3.4). Precisamente, en la agricultura urbana y
periurbana es donde se aprecia uno de los mejores ejemplos del potencial
de los policultivos en el manejo de plagas, pues en pequeñas superficies
se cultivan diversidad de especies (Casanova et al., 2001) (tabla 3.8). Las
evaluaciones realizadas en estos huertos han reafirmado la idea de que es
posible cultivar hortalizas sin utilizar plaguicidas químicos. El uso de plantas repelentes, entre las que se encuentran la albahaca y la flor de muerto
es una práctica habitual en la agricultura urbana (figuras 3.5 y 3.6).
En comunidades agrícolas del Municipio montañoso “El Salvador”, en
la provincia de Guantánamo, se realizó un estudio etnoecológico de
policultivos con el objetivo de identificar las asociaciones de mejor comportamiento productivo y ambiental y de mayor aceptación por parte de
los productores. Al concluir se encontró que dentro del subsistema de
producción agrícola ascendía a 39 el número de asociaciones que habían
sido trabajadas por los campesinos de la zona, dentro de las más frecuentes, estaban los sistemas agroforestal cafetalero y las asociaciones
Figura 3.2 Falta
Figura 3.2 Asociación de guayaba y lechuga. Parcela La
Joya, patio de Referencia Nacional del movimiento de Agricultura Urbana. San José, La
Habana
100
Control Cultural
Figura 3.3 Asociación de
lechuga y rabanito. CPA
Gilberto León, San Antonio de
los Baños, La Habana
Figura 3.4 Asociación de
tomate y lechuga. CPA
Gilberto León, San Antonio de
los Baños, La Habana
3.5
3.6
Figura 3.5. Albahaca. Figura 3.6
3.6. Flor de muerto. El uso de plantas repelentes sembradas en la
cabecera de los canteros, en las cercas o dispersas es una práctica común en los organopónicos,
huertos hortícolas y patios.
101
Manejo ecológico de plagas
Figura 3.7 Maíz intercalado
con frijol. La Habana
Tabla 3.6 Efecto de rotaciones en el manejo de patógenos del suelo,
nematodos y malezas
Cultivo en rotación
Plaga regulada
Referencias
tabaco
maní
Meloidogyne incognita
Meloidogyne arenaria
M. incognita
M. arenaria
M. incognita
Cyperus rotundus
M. incognita
Eleusine indica
Rottboellia cochinchinesis
M. incognita
C. rotundus
C. rotundus
Dicotiledóneas anuales
Sorghum halepense
M. incognita
M. incognita
M. incognita
Corticium rolfsii
Fernández et al., 1990
M. incognita
Rodríguez, 1998
Maíz
millo
frijol terciopelo
papa
papa
tomate
frijol
maíz
soya
hortalizas
(organopónicos)
a
a
Cultivo principal
col – boniato
boniato-frijol-maíz
frijol-maíz-boniato
maíz o sorgo
ajonjolí
maíz + frijol terciopelo
maní
papa – maiz – papa
papa – boniato- papa
cebolla o habichuela
Ver Pérez y Vázquez (2001) para referencias citadas
102
Gandarilla, 1992
Fernández et al., 1992
Fernández et al.,1992
Cea y Fabregat, 1993
Rodríguez et al.,1994
Hernández et al., 1997
Control Cultural
Tabla 3.7 Policultivos más utilizados en Cuba (Casanova et al., 2001)
Policultivos
Momento de siembra o plantación
yuca + maíz
yuca + frijol
yuca + tomate
yuca + caupí
yuca + tomate + maíz
maíz + maní
maíz + frijol + calabaza
maíz + canavalia
maíz + pepino
frijol + maíz
calabaza + maíz
boniato + maíz
boniato + girasol
plátano + frijol
plátano + maní
malanga + maíz
cafeto + forestal
cafeto + forestal + plátano
cacao + forestal
cafeto + plátano + coco
Simultáneo
+ 10 días frijol
Simultáneo
Simultáneo
Simultáneo yuca y tomate, maíz en relevo
Simultáneo
+20 días calabaza
+20 a 30 días canavalia
Simultáneo
Simultáneo
+ 20 días después
Simultáneo
Simultáneo
frijol en fomento del plátano
maní en fomento del plátano
Simultáneo
Simultáneo
Simultáneo
Simultáneo
Simultáneo
maíz+frijol y yuca+frijol (Ros, 1998). Las poblaciones de los organismos
nocivos se mantienen tan bajas que no constituyen un problema para la
producción agrícola en esa región.
Profesionales de un numeroso grupo de instituciones científicas, académicas y productivas se ocupan actualmente de desarrollar investigaciones que validen y documenten esta práctica campesina. En la tabla 3.9 se
resumen algunos de los resultados obtenidos. En muchos de los casos
evaluados el principal mecanismo de regulación de plagas a los que se
hace referencia es a los enemigos naturales, el aumento de las poblaciones de depredadores y parasitoides es el elemento común más notable en
estas asociaciones. La planta más utilizada como cultivo secundario es el
maíz (figura 3.7) (tabla 3.8). En la literatura científica está suficientemente argumentado el papel facilitador de ese cultivo en la actividad de
los enemigos naturales, hecho que también se ha comprobado aquí para
el cultivo de la yuca (Pérez, 1998; Mojena, 1998).
103
Manejo ecológico de plagas
Tabla 3.8 Policultivos comunes en huertos hortícolas y organopónicos
(Casanova et al., 2001)
Cultivos en asociación
lechuga + rabanito
lechuga + acelga
lechuga + aliáceas
col + acelga
col + lechuga
col + aliáceas
tomate + lechuga
tomate + rabanito
tomate + aliáceas
Cultivos en asociación
tomate + cilantro
pimiento + habichuela corta
pimiento + lechuga
pimiento + acelga
pimiento + rabanito
pimiento + aliáceas
habichuela arbustiva + lechuga
habichuela arbustiva + aliáceas
habichuela arbustiva + acelga
Tabla 3.9 Asociaciones que pueden regular brotes de plagas de insectos
(Pérez y Vázquez, 2001)
Sistema Asociado
Plaga(s) Regulada(s)
Referencias*
maíz + frijol terciopelo
boniato +maíz
col + zanahoria
col + flor de muerto
col + ajonjolí
melón + maíz
pepino + maíz
col + tomate + sorgo +
ajonjolí
maíz + calabaza + ajonjolí
maíz + calabaza + vigna
maíz + yuca + pepino
calabaza +maíz
tomate + ajonjolí
pepino + ajonjolí
frijol + girasol
Meloidogyne spp.
Cylas formicarius
Plutella xylostella
Bemisia tabaci
Brevicoryne brassicae
Thrips palmi
Cea y Fabregat, 1993
Surís et al., 1995
Rodríguez, 1992
Vázquez, 1995
P. xylostella
Choubassi et al., 1997
Spodoptera frugiperda
Serrano y Monzote, 1997
Diaphania hyalinata
B. tabaci
Castellanos et al., 1997
Vázquez et al., 1997
Empoasca kraemeri
Crisomélidos defoliadores
E. kraemeri
Crisomélidos defoliadores
C. formicarius
Erinnyis ello
Lonchaea chalybea
E. ello
L. chalybea
Bemisia spp.
Liriomyza spp.
B. tabaci
E. kraemeri
Aphis spiraecola
S. frugiperda
Álvarez y Hernández, 1997
maíz + girasol
boniato + maíz
yuca + frijol
yuca + maíz
maíz + tomate
maíz + frijol
*
Ver Pérez y Vázquez (2001) para las referencias citadas
104
González et al., 1997
Álvarez y Hernández, 1997
Quintero et al., 1997
Mojena, 1998
Mojena, 1998
Murguido ,1995, 1996
León et al., 1998
Murguido, 1995, 1996
Pérez, 1998
Control Cultural
En la situación actual de la agricultura cubana se debe prestar mucha
más atención al rol de los cultivos múltiples en el control de plagas. Los
estudios realizados no son suficientes y hasta el momento poco se conoce
de la dinámica de plagas de insectos, enfermedades, malezas y enemigos
naturales en los policultivos en las condiciones del país, por lo que ésta es
una de las principales tareas a desarrollar para el establecimiento de sistemas de producción sostenibles.
ESTUDIO DE CASO: COMPORTAMIENTO POBLACIONAL DE
FITÓFAGOS Y ENEMIGOS NATURALES EN LA ASOCIACIÓN
FRIJOL-MAIZ
En Cuba el frijol y el maíz son dos cultivos importantes. El frijol es un
alimento básico de la dieta diaria, y el maíz tiene múltiples usos. A pesar
de su importancia y al hecho de que son cultivos tradicionales, la superficie que se dedica cada año a la siembra de ambos es pequeña y por otra
parte generalmente se obtienen rendimientos de bajos a medios. Entre
las causas de la afectación en los rendimientos está el elevado número de
organismos nocivos que concurren a estos cultivos.
El número de especies de organismos que se alimentan del frijol es
grande, pero no todos causan daño. Entre los fitófagos más nocivos están
las moscas blancas, Bemisia argentifolii Bellows y Perring y Bemisia tabaci
Gennadius, las cuales trasmiten geminivirus que causan el mosaico dorado; el saltahojas, Empoasca kraemeri Roos y Moore, que produce encrespamiento del follaje; los crisomélidos, Diabrotica balteata LeConte y Andrector
ruficornis (Oliv.), que causan perforaciones en la hojas y trasmiten los
virus del moteado amarillo y del mosaico del caupí; los gorgojos de los
granos almacenados, Acanthoscelides obtectus Say y Zabrotes subfaciatus
(Boheman) y para algunas regiones del país Thrips palmi (Karny)
(Murguido, 1995; Murguido, 2000; Murguido et al., 2002).
Al maíz también concurre un número elevado de fitófagos, pero muchos
de éstos no causan un daño apreciable. Entre los insectos de mayor nocividad están la palomilla del maíz, Spodoptera frugiperda J. E. Smith, que se
alimenta del follaje; el gusano de la mazorca, Helicoverpa zea Boddie, que se
alimenta de los granos tiernos; y el peregrino, Peregrinus maidis (Ashmead),
que produce daños en el follaje (Dueñas et al., 1998; CAB, 2000).
Las estrategias y tácticas para el MIP en el frijol se basan en tres métodos: cultural, biológico y convencional y se presentan en un esquema
flexible que permite la toma de decisiones por los agricultores (Murguido,
105
Manejo ecológico de plagas
2000; Murguido et al., 2002). Aunque los avances en el manejo integrado
de plagas en frijol son notables aún se precisa del estudio y desarrollo de
prácticas que contribuyan a la conservación y aumento de enemigos naturales. En la medida en que se conozca más acerca de dichas prácticas en
mejores condiciones estarán los agricultores de sustituir insumos químicos por procesos de gestión que les permitan asegurar la producción de
alimentos y la calidad ambiental. Las asociaciones de cultivo forman parte de esas prácticas, por lo que la determinación de su efecto sobre las
poblaciones de fitófagos y enemigos naturales permitirá hacer recomendaciones para su manejo, teniendo en consideración los aspectos ecológicos
y económicos del control de plagas.
Para determinar el comportamiento poblacional de fitófagos y enemigos naturales en la asociación frijol-maíz se realizó un ensayo en áreas
agrícolas de la Universidad Agraria de La Habana, San José de las Lajas,
La Habana, sobre un suelo Ferralitico Rojo hidratado (Hernández et al.,
1995), la primera siembra de enero a abril de 1998 y la segunda en igual
período de 1999. La preparación de suelo se hizo con tracción animal. Se
utilizó un diseño de bloques al azar con cuatro réplicas y tres variantes: 1.
F, frijol monocultivo; 2. M, maíz monocultivo; 3. F+M, frijol y maíz en
asociación. Las parcelas experimentales tenían un área de 400 m2.
El frijol se sembró manualmente, 15 días después que el maíz, a una
distancia de 0,70 x 0,05 m (aproximadamente 20 plantas por metro lineal); el maíz fue sembrado manualmente también, a una distancia de
0,70 x 0.30 m (dos plantas por nido y tres nidos por metro lineal). En la
asociación se mantuvo la misma distancia de siembra para el frijol y el
maíz que se sembró cada tres hileras sobre el mismo surco (2.10 x 0.50
m, dos nidos por metro lineal y dos plantas por nido). Las variedades
utilizadas fueron: frijol CC-25-9 (N) y maíz “criollo”. No se aplicaron
productos fitosanitarios y se fertilizó con humus de lombriz. En abril de
cada año se realizó la cosecha de forma manual, para el frijol seco y el
maíz tierno. Se determinó el rendimiento en t/ha.
Evaluaciones en el cultivo de frijol. Los muestreos comenzaron a
partir de la emergencia de las hojas primarias, con una frecuencia semanal, hasta los 63 días. Se evaluó el comportamiento poblacional de E.
kraemeri y el complejo de trips que concurren al frijol. Para E. kraemeri se
escogieron 25 plantas en 4 puntos (100 hojas por parcela, de la parte
media de la copa de la planta) y se contó el número de inmaduros
(Murguido, 1995). El muestreo de las poblaciones de trips se hizo seleccionando 20 plantas en cinco puntos en cada parcela, se observó el envés
106
Control Cultural
de una hoja del nivel medio por planta y se anotó el número de inmaduros.
Se contó el número de depredadores observados sobre las hojas, durante
un minuto y las puestas de huevos de éstos. Para evaluar la acción de
hongos entomopatógenos se llevaron al laboratorio las hojas colectadas
con insectos vivos, insectos muertos con síntomas característicos de una
patología fungosa e insectos muertos sin síntomas, los muertos se colocaron en cámara húmeda, por 72 horas, para estimular el crecimiento de
los patógenos y los vivos se mantuvieron en observación. El diagnóstico
fue realizado mediante las claves para identificación de entomopatógenos
de Keller (1994) y Humber (1997). Se calculó el porcentaje de mortalidad
causado por patógenos fungosos.
Evaluaciones en el cultivo del maíz. Los muestreos en maíz comenzaron a los 14 días de la siembra con una frecuencia semanal. Se seleccionaron 100 plantas al azar en cada parcela, caminando en diagonal, se
determinó el porcentaje de plantas infestadas por S. frugiperda. La evaluación de los depredadores se hizo igual que en frijol. Para determinar la
presencia de parasitoides se colectaron larvas y puestas de huevos, se
llevaron al laboratorio y fueron colocadas en viales para su observación.
Los datos climáticos fueron obtenidos en la Estación Meteorológica de
Tapaste, San José de las Lajas.
Análisis de los datos. Los datos obtenidos en la determinación de
los porcentajes de plantas de maíz atacadas por S. frugiperda fueron transformados por la fórmula 2arcsen√p. Los resultados de todas las evaluaciones (en frijol y maíz) fueron sometidos a un análisis de varianza de
clasificación simple y las diferencias estadísticas se calcularon mediante
la Prueba de Rango Múltiple de Duncan (Duncan, 1955). El Índice Equivalente de la Tierra (IET) se calculó según la fórmula recomendada por
Vandermeer (1992).
Resultados. Los resultados mostraron que en las parcelas de frijol
asociado con maíz, se presentaron poblaciones menores de todas las especies de insectos evaluados, esa tendencia se mantuvo durante todo el
ciclo del cultivo, en las dos siembras. En los muestreos realizados se observó un retraso en la llegada de los adultos de E. kraemeri a las parcelas
de frijol asociado con maíz, comparado con el momento en que hicieron
su aparición en el monocultivo. En las dos variantes de cultivo los
inmaduros se presentaron entre 7 y 8 días después de los adultos. Este
comportamiento se mantuvo en las dos siembras. Las poblaciones de E.
kraemeri se mantuvieron a valores menores en la variante asociada, durante todo el ciclo de cultivo y en las dos siembras; encontrándose diferen107
Manejo ecológico de plagas
Tabla. 3.10 Comportamiento de E. kraemeri (inmaduros) en monocultivo y en
asocio con maíz
ddg
21
28
35
42
49
56
63
a
1998
F
F+M
ESx
CV %
1999
F
F+M
ESx
CV %
X orig
0.34 a
1.82 a
2.29 a
2.71 a
3.60 a
1.67 a
0.32 a
X orig
0.06 b
0.20 b
1.30 b
1.78 b
2.16 b
1.19 b
0.14 b
0.016**
0.040**
0.142*
0.082**
0.070**
0.095*
0.017**
16.25
7.98
15.82
7.28
4.88
13.28
15.22
X orig
0.45 a
1.85 a
2.50 a
2.84 a
3.17 a
1.70 a
0.33 a
X orig
0.7 b
0.19 b
1.24 b
1.48 b
2.19 b
1.13 b
0.16 b
0.011**
0.44**
0.144*
0.084**
0.137*
0.086*
0.018**
8.45
8.57
15.39
7.80
10.24
12.20
14.99
Medias con letras desiguales, dentro de cada fila y año, difieren significativamente ségun Dócima
de Rango Múltiple de Duncan (Duncan, 1955).
a=días después de la germinación
cias significativas, en todos los momentos de evaluación, entre el número de
insectos en la variante en el monocultivo y la asociada al maíz (tabla 3.10).
Una de las explicaciones que tiene el hecho del retraso en la llegada de
los primeros adultos de E. kraemeri y de que las poblaciones hayan sido
menores es que en las asociaciones funciona el mecanismo de regulación
natural interferencia (Altieri, 1992; Altieri, 1997). El maíz se convirtió en
un obstáculo físico y funcionó como un cultivo barrera que interfirió o
dificultó el vuelo de los adultos, lo que tiene efecto sobre el reconocimiento y la colonización. Esta es una de las posibles explicaciones del
retraso en la llegada de los adultos al cultivo asociado, este fenómeno fue
observado en ensayos realizados por otros investigadores en Cuba
(Murguido, 1995; Mederos, 2002).
La acción del maíz no se limita a la interferencia, existen otros mecanismos de regulación que funcionan en la asociación, el aumento de los
enemigos naturales es uno de éstos (Altieri y Nicholls, 1998). Es motivo
de discusión el hecho de que la diversidad de especies en la asociación
frijol-maíz es muy similar a la de los monocultivos, pero las poblaciones
de fitófagos generalmente son menores, en particular para el caso de E.
kraemeri una de las explicaciones que sustenta la disminución de las poblaciones es la abundancia de depredadores generalistas (Coll y Brotell,
1995); ese es un elemento más a considerar para explicar los resultados
alcanzados en el presente trabajo.
108
Control Cultural
Otra condición desfavorable para E. kraemeri es que en la asociación
disminuye la intensidad luminosa. En ensayos realizados por Lee (2001),
en condiciones experimentales similares a las de la investigación descrita
aquí, se determinó una disminución de la radiación solar del 28.38 %
respecto al monocultivo. La disminución de la intensidad luminosa inhibe
la alimentación en los cicadélidos (Altieri y Letorneau, 1982). Después
de los 49 días ocurrió un descenso brusco en la población, en las dos
siembras, en el año 1998 éste fue acompañado de la aparición de una
enfermedad fungosa que produjo una mortalidad elevada.
Otro de los beneficios resultante de la asociación fue la disminución
en las poblaciones de trips (tabla 3.11). Al frijol concurren varias especies de trips que necesitan ser identificadas, de hecho este orden requiere
de una revisión sistemática en el país, ya que pueden existir numerosas
especies que estén sin identificar. En los muestreos realizados la especie
que se apreció en mayor abundancia fue Thrip palmi Karny. Una de las
medidas recomendadas para su control es la preservación de los enemigos naturales como Orius insidiosus Say y Franklinothrips vespiformis (D. L.
Crawford), los crisópidos y los ácaros de los géneros Amblyseius y
Phytoseiulus (Murguido, 2000).
El maíz intercalado entre las plantas de frijol contribuyó a la presencia
de algunos de esos enemigos naturales. Para el caso de dicho insecto de
tan difícil control tal resultado es muy importante ya que en el país “no se
Tabla. 3.11 Comportamiento del complejo de trips (inmaduros) en frijol en
monocultivo y en asocio con maíz
ddg
14
21
28
35
42
49
56
63
a
1998
F
F+M
ESx
CV %
1999
F
F+M
ESx
CV %
X orig
0.43 a
2.48 a
4.38 a
7.55 a
12.81 a
16.21 a
10.29 a
4.88 a
X orig
0.22 b
0.71 b
2.50 b
5.75 b
8.49 b
11.74 b
7.64 b
2.06 b
0.015**
0.098**
0.123**
0.258*
0.852*
0.842*
0.551*
0.295*
9.23
12.27
7.16
7.76
16.00
12.04
12.28
17.00
X orig
0.06 a
2.57 a
3.26 a
7.22 a
11.56 a
10.49 a
8.77 a
3.12 a
Xorig
0.03 b
1.14 b
1.52 b
5.37 b
7.86 b
6.58 b
6.58 b
1.78 b
0.002*
0.158*
0.154**
0.392*
0.749*
0.491*
0.293*
0.189*
8.59
16.98
12.86
12.46
15.43
11.51
7.64
15.40
Medias con letras desiguales, dentro de cada fila y año, difieren significativamente ségun Dócima
de Rango Múltiple de Duncan (Duncan, 1955)
a= días después de la germinación
109
Manejo ecológico de plagas
realizan crías, ni liberaciones de parasitoides y depredadores en el cultivo del frijol”
(Murguido, 2000) y hay que tener en cuenta que en el control convencional se incluyen los insecticidas químicos; en Cuba están registrados 15
productos para el control de plagas de insectos y ácaros en frijol (Cuba,
2002), algunos de los cuales son incompatibles con diferentes enemigos
naturales, además tres de éstos se ubican en la categoría de extremadamente tóxicos o altamente tóxicos (tabla 3.12), y se encuentran en la lista
Tabla 3.12 Insecticidas y acaricidas registrados para el control de plagas en
frijol (Cuba, 2002)
b
Insecticida
Toxicidad humanos Docena sucia
a
cipermetrin+diazinon
a
endosulfan
a
fenitotrion+fenvalerato
a
malation
a
metamidofos
paration metilo
a
carbarilo
a
fenvalerato
ciflutrin
dicofol
triclorfon
dimetoato
etion
imidacloprid
a
II
IB
II
III
IB
IA
II
II
III
II
II
II
II
II
Toxicidad a enemigos naturales
x
c
x
x
Incompatible con B. thuringiensis
c
Incompatible con B. thuringiensis
e
Ligeramente tóxico a V. lecanii
c
Incompatible con B. thuringiensis
d
Muy tóxico a entomófagos
c
Incompatible con B. thuringiensis
Tóxico a entomófagos
Tóxico a V. lecanii
d
e
a
Insecticidas registrados para control de salta hojas
Significado de la clasificación de toxicidad, IA: extremadamente tóxico, IB: altamente tóxico, II:
moderadamente tóxico, III: ligeramente tóxico.
c.
Compatibilidad a las concentraciones recomendadas en campo (Jiménez, 1995).
d
Compilado por Almaguel (2000).
e
Muiño y Larrinaga (1998).
b
de la Nueva Docena Sucia (Rosenthal, 2002), y el endosulfán está entre
los Contaminantes Orgánicos Persistentes (COPs) (Schafer, 2002).
Como se aprecia en la asociación maíz-frijol se manifestó un efecto
marcado sobre las poblaciones de diferentes plagas del frijol, el comportamiento fue diferente para el maíz. El porcentaje de plantas afectadas
por S. frugiperda fue muy similar en los dos sistemas de cultivo, no se
encontraron diferencias significativas entre los tratamientos en ningún
momento de evaluación. La tendencia mostrada durante las dos siembras
110
Control Cultural
Tabla. 3.13 Comportamiento de S. frugiperda en monocultivo y en asocio con
frijol
1998
dds
a
1999
M
F+M
Xo
M
Xt
ESx
CV %
F+M
Xo
Xt
Xo
Xt
Xo
Xt
ESx
CV %
14
2.25
0.31 5.25 0.46
21
4.25
0.41 6.00 0.49
0.036 NS 18.37
3.25
0.36 2.75
0.33 0.018 NS 10.61
0.028 NS 12.52
5.00
0.45 5.00
0.45 0.014 NS 6.35
28
10.00 0.64 9.25 0.61
0.046 NS 14.75
10.00 0.64 11.00 0.68 0.036 NS 11.09
35
17.00 0.85 19.25 0.87
0.066 NS 15.30
13.00 0.73 18.50 0.88 0.036 NS 8.97
42
30.25 1.16 26.75 1.09
0.081 NS 14.45
27.00 1.09 28.75 1.12 0.109 NS 19.76
49
37.25 1.32 32.25 1.20
0.006 NS 10.40
43.75 1.45 48.75 1.34 0.040 NS 5.77
56
43.25 1.43 44.25 1.45
0.044 NS 6.10
55.25 1.68 46.50 1.50 0.052 NS 6.53
a= días después de la siembra
fue una ligera disminución en el porcentaje de plantas afectadas en la
asociación. En investigaciones realizadas durante varios años en campos
de agricultores de la provincia La Habana se manifestó un comportamiento análogo (Pérez, 1999; Mederos, 2002). Resultados diferentes han sido
hallados por otros investigadores trabajando con la misma asociación o
con otras especies (Pérez, 1998; Creacht, 1993)
Los enemigos naturales. La mayor abundancia de depredadores
generalistas se presentó en las parcelas cultivadas con maíz en monocultivo y en asocio con frijol, éstos fueron Zelus longipes (L.), Cycloneda limbifer
Casey (figura 3.11, 3.12, 3.13), Coleomegilla cubensis Casey, moscas sírfidas
Figura 3.11 Larva de
Cycloneda limbifer Casey
111
Manejo ecológico de plagas
Figura 3.12 Pupa de
C. limbifer
y crisópidos (tabla 3.14), de esta última familia, el género más abundante
fue Chrysopa, se llegó a encontrar como máximo 12 huevos de crisopas
por planta de maíz.
Se ha demostrado que las chinches del género Zelus resultan muy efectivas en la regulación de las poblaciones de S. frugiperda cuando su población es elevada, el aumento puede lograrse mediante liberaciones. La liberación a dosis de 489 individuos/ha en campos de maíz provocó una
reducción en el índice de infestación de la plaga desde 80% hasta 10 %
(Villavicencio y Lorenzo, 2000).
Figura 3.13 adultos de
C. limbifer
112
Control Cultural
Tabla 3. 14 Enemigos naturales encontrados en los dos sistemas de cultivos
Grupo
Orden
Superfamilia/familia Género
Especie
Depredadores
Coleoptera
Coccinelidae
Coleomegilla
Cycloneda
Chilocorus
C. cubensis
C. limbifer
Chilocorus spp.
Hemiptera
Reduvidae
Anthocoridae
Chrysopidae
Aeolothripidae
Syrphidae
Zelus
Orius
Chrysopa
Franklinothrips
Bacha
Allograpta
Archytas
Z. longipes
O. insidiosus
Chrysopa spp.
F. vespiformis
B. clavata
Allograpta spp.
Archytas spp.
Telenomus
Telenomus spp.
Rogas
Zoophthora
Rogas spp.
Z. radicans
Neuroptera
Thysanoptera
Diptera
Dermaptera
Parasitoides
Entomopatógenos
Hymenoptera
Entomophthorales
Tachinidae
Forficulidae
Proctotrupoidea
Scellionidae
Braconidae
El patógeno sobre E. kraemeri se presentó a los 49 días después de la
siembra, cercano al pico poblacional y alcanzó niveles epizoóticos en un
plazo de 10 días aproximadamente, a los 56 días se produjo una mortalidad del 92 % en ninfas y adultos en la asociación, esta fue ligeramente
inferior en el monocultivo (87,7%). Las condiciones de humedad prevalecientes en la primera decena de marzo fueron óptimas para el desarrollo
de éste, el día 9 de marzo cayeron 102 mm de lluvia. El agente causal fue
identificado como Zoophthora radicans Brefeld (Humber) (=Erynia radicans)
(Zygomycetes: Entomophthorales). Z. radicans en uno de los patógenos
que con mayor frecuencia se encuentra ocasionando epizootias naturales
sobre E. kraemeri en frijol (Galaini-Wraight, 1991; Leite, 1991; Leite et al.,
1996 a, b; Wraight, 2003). En 1995 se notificó por primera vez en Cuba
la presencia de un hongo del género Entomophthora sobre E. kraemeri
(Murguido, 1995).
La presencia de la mayor parte de estos enemigos naturales asociados
al cultivo del maíz y del frijol ha sido observada por otros investigadores
en Cuba (Vázquez, et al., 1999; Murguido, 2000; Surís et al., 2000; Rojas,
2000; Lee, 2001; Mederos 2002).
113
Manejo ecológico de plagas
Índice Equivalente de la Tierra. En la tabla 3.15 se presenta el comportamiento del rendimiento y del IET. En el frijol se observa que no
existieron diferencias significativas entre el monocultivo y la asociación.
Resultados similares fueron obtenidos por Pérez (1999), Lee (2001) y
Mederos (2002). El comportamiento del rendimiento del maíz fue diferente. Como se aprecia en la tabla 3.15 existieron diferencias significativas entre el monocultivo con un valor de 7.05 t/ha y en la asociación
donde el rendimiento disminuyó hasta 4.52 t/ha. El IET alcanzó el valor
de 1.61 lo cual confirma la factibilidad de utilizar la asociación, esto significa que para obtener la misma cantidad de alimento en monocultivo es
necesario sembrar al menos en una superficie 1.6 veces mayor. Estos
resultados son semejantes a los obtenidos por Pérez (1998), Pérez (1999),
Mederos y Pozo (2002) y Mederos (2002).
Tabla 3.15 Índice Equivalente de la Tierra (IET) (media de los dos años)
Tratamientos
Frijol monocultivo
Maíz monocultivo
F+M
ESX
CV
Rendimientos t/ha
Frijol
Maíz
Total
IET
0.77
0.75
0.014 ns
4.295
7.05 a
4.52 b
0.38***
14.97
0.77
7.05
5.27
-
1.61
-
Medias con letras desiguales difieren significativamente según Dócima de
≤0.001 (Duncan, 1955).
Rango Múltiple de Duncan para P≤
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Control biológico: Estrategias para su implementación
Capítulo IV
CONTROL BIOLÓGICO: ESTRATEGIAS PARA
SU IMPLEMENTACIÓN
INTRODUCCIÓN
El papel que juega el control biológico en el manejo de plagas en la agricultura sostenible y en los sistemas agrícolas orgánicos es indiscutible.
Dada la situación que se presenta con el control químico se hace necesario desarrollar métodos de manejo de plagas compatibles con el ambiente, uno de éstos es el control biológico. Durante los últimos 25 años, el
interés en esta técnica se incrementó grandemente a causa de los serios
problemas de contaminación ambiental y daños a la salud humana que
provoca el uso intensivo de los plaguicidas sintéticos (Carson, 1980;
Murray, 1994; Rozas, 1995; Colborn et al., 1997; Nivia, 2003). En este
capítulo se discuten los diferentes conceptos de control biológico, se exponen las estrategias para su implementación y se hace énfasis en la conservación de los enemigos naturales por ser la táctica que más valor tiene
para la agricultura sostenible. Se describen momentos importantes de la
historia del control biológico en Cuba y se presenta un estudio de caso
como hecho que corrobora que la conservación y aumento de los enemigos naturales es la piedra angular del manejo ecológico de plagas.
CONCEPTO DE CONTROL BIOLÓGICO
El concepto de control biológico, tal como se conoce hoy, fue definido por
primera vez por Harry S. Smith en 1919 como “el uso de los enemigos naturales, ya sea introducidos a una zona nueva o manipulados con el objetivo de controlar
las plagas” (Huffaker, 1971). En la definición se pone énfasis en la posibilidad de la manipulación de los enemigos naturales por parte del hombre.
127
Manejo ecológico de plagas
Desde entonces el concepto ha sido muy discutido y aún hoy los científicos y académicos no se han puesto de acuerdo para ofrecer una definición única. Al revisar la literatura científica comprobamos que la definición del concepto está en función del campo de la ciencia de la cual proviene. Los entomólogos, especialistas en malezas y fitopatólogos, explican de formas diversas lo que significa el control biológico, de modo que
un mismo término puede llegar a tener más de un significado, como ocurre, por ejemplo con el concepto de hiperparásito que se utiliza en
fitopatología y entomología para explicar fenómenos muy diferentes, aunque, claro está que el control biológico de los patógenos vegetales tiene
diferencias sustanciales con el de otros grupos de organismos.
DeBach (1964) lo definió como “la acción de parásitos, depredadores y
patógenos en el mantenimiento de la densidad poblacional de otro organismo a
niveles más bajos que los que podrían ocurrir en su ausencia”. Él discutió la
semántica del término control biológico y concluyó que puede referirse a
un fenómeno natural, a un campo de estudio o a la aplicación de una
técnica para el control de plagas que involucra la manipulación de los
enemigos naturales (van den Bosch y Messenger, 1973).
Por su parte DeBach y Rosen (1991) lo definen como “la regulación por
medio de los enemigos naturales (parasitoides, depredadores y patógenos) de la
densidad de población de otra especie a un promedio menor del que existiría en
ausencia de ellos”, nótese que en esta definición se considera al control
biológico tal como existe en la naturaleza.
La Organización Internacional de Lucha Biológica (OILB) define el
control biológico como “la utilización de organismos vivos, o de sus productos,
para evitar o reducir las pérdidas o daños causados por los organismos nocivos”.
Desde este punto de vista, se incluye no sólo el uso de parasitoides,
depredadores y patógenos de insectos y ácaros, sino también el de fitófagos
y patógenos de las malezas y antagonistas de los organismos fitopatógenos,
así como el de feromonas, hormonas juveniles, técnicas autocidas y las
manipulaciones genéticas. Esta definición mucho más amplia, que incluye feromonas, hormonas juveniles, técnicas autocidas y manipulaciones
genéticas es objeto de debate entre los especialistas en control biológico.
Estos últimos son métodos de control no químicos, pero no por eso deben ser considerados dentro del campo del control biológico.
La mejora de plantas, el control cultural y el uso de semioquímicos
tienen una influencia directa sobre las plagas, pero no son controles biológicos (Van Driesche y Bellows, 1996). Aunque es indiscutible que son
técnicas que pueden jugar un papel importante en el control biológico,
128
Control biológico: Estrategias para su implementación
por ejemplo en la conservación y aumento de los enemigos naturales y
actuar así, de una manera indirecta sobre las poblaciones de los organismos nocivos.
Los extractos químicos de las plantas o de los microorganismos usados para el control de plagas no son controles biológicos. La esencia del
concepto está en que el control biológico es un proceso a nivel poblacional,
en el cual la población de una especie baja el número de otra especie por
mecanismos tales como la depredación, parasitismo, patogenicidad o competencia (Van Driesche y Bellows, 1996).
En este libro utilizaremos la definición enunciada por Van Driesche y
Bellows (1996): “El control biológico es el uso de parasitoides, depredadores,
patógenos, antagonistas y poblaciones competidoras para suprimir una población
de plagas, haciendo esta menos abundante y por tanto menos dañina que en ausencia de éstos”. Como se aprecia en esta definición, que es bastante amplia,
se incluyen todos los grupos de organismos con capacidad para el mantenimiento y regulación de la densidad poblacional de organismos plaga a
un nivel más bajo del que existiría en su ausencia. Todos estos organismos son considerados como agentes de control biológico y están incluidos en la categoría de enemigo natural.
ANTECEDENTES HISTÓRICOS DEL USO DE ENTOMÓFAGOS
La idea de que los insectos podían ser utilizados intencionalmente para
suprimir las poblaciones de otros insectos plaga surgió hace miles de años
en China, fue una consecuencia de la observación directa, por parte de los
agricultores, de la acción de hormigas depredadoras. Las colonias de hormigas (Oecophylla smaragdina F.) eran trasladadas hasta las plantaciones
de naranjo para reducir el número de insectos que se alimentaban del
follaje (McCook, 1882 y Clausen, 1956 citados por van den Bosch y
Messenger, 1973). En la Arabia medieval también se trasladaban colonias
de hormigas depredadoras desde las montañas donde presumiblemente,
se encontraban sus reservorios naturales hasta los oasis donde crecía la
palma datilera que era atacada por hormigas fitófagas. Esta práctica constituye el primer ejemplo conocido de traslado, por el hombre, de enemigos naturales para propósitos de control biológico (van den Bosch y
Messenger, 1973).
Transcurrieron cientos de años para que los europeos pusieran en práctica lo que para los asiáticos era una actividad común. Uno de los primeros documentos que recomienda el uso de insectos depredadores para el
129
Manejo ecológico de plagas
control de plagas fue escrito en 1752, por el naturalista sueco Carl von
Linneo (1707-1778), en éste se enfatizaba “cada insecto tiene su depredador,
el cual lo destruye. Dichos insectos depredadores deben ser capturados y utilizados
para desinfectar las plantas de cultivo”. Pero no fue hasta principios de 1800
que Erasmus Darwin (médico y naturalista inglés, abuelo de Charles
Darwin) hizo sugerencias concretas de utilizar moscas sírfidas y
coccinélidos para controlar áfidos en invernaderos (Van Driesche y Bellows,
1996).
El primer traslado internacional de un depredador, que recoge la historia del control biológico, fue el envío a Francia, en 1873 por el entomólogo
norteamericano Charles Valentin Riley (1843-1898), del ácaro Tyroglyphus
phylloxerae Riley para el control de la filoxera de la vid (Daktulosphaira
vitifolii [Fitch]), plaga nativa de Norte América que fue introducida accidentalmente en Europa, a principios de siglo (van den Bosch y Messenger,
1973), si bien el ácaro depredador logró establecerse, la introducción no
tuvo éxito (Van Driesche y Bellows, 1996).
No fue hasta finales de 1880 que el primer proyecto de introducción de
un depredador tuvo éxito. En 1868 se detectó por primera vez, en
California, la escama algodonosa Icerya purchasi Maskell infestando cítricos y otras plantas, en 1886 esta plaga amenazaba con destruir la producción cítricola del sudeste de California. Al conocerse que I. purchasi era un
plaga nativa de Australia y que allí no causaba daño, se decidió que el
entomólogo norteamericano Albert Koebele viajara hasta allá e identificara y colectara los enemigos naturales más efectivos para proceder a su
traslado a California. En 1888 se introdujeron dos insectos: un díptero
parasitoide, Crytochetum iceryae (Williston) y el coccinélido depredador
Rodolia cardinalis Mulsant, el éxito de la cotorrita australiana fue tal que
en poco tiempo la escama algodonosa dejo de ser un problema (Caltagirone
y Doutt, 1989). Pero la importancia del hecho fue más allá del control de
esta plaga en particular, pues quedó demostrado que los insectos
depredadores podían ser manipulados y resolver serios problemas de plagas a la vez que se obtenían grandes beneficios económicos. En este ejemplo se exhibieron todas las características de los rasgos básicos del método de control biológico. Para más detalle se recomienda la lectura de van
den Bosch y Messenger (1973) y DeBach y Rossen (1991).
El descubrimiento, interpretación y explicación del parasitismo fue un
proceso que transcurrió más lentamente, razón obvia pues la acción de
parasitismo no es un hecho tan visible como la depredación. A continuación se enumeran los hechos que contribuyeron al conocimiento de los
130
Control biológico: Estrategias para su implementación
parasitoides y su mecanismo de acción tal como se describen en DeBach
y Rossen (1991) y Van Driesche y Bellows (1996):
• La primera observación de un parasitoide emergiendo de una larva
•
•
•
•
•
de lepidóptero fue realizada por Aldobrandi en 1602, el cual interpretó erróneamente el hecho.
La primera interpretación correcta del fenómeno de parasitación
fue publicada en 1685, por el físico británico Martin Lister, en ésta
se describe la emergencia de una avispa (Ichneumonidae) de una
oruga.
En 1700 Antoni van Leeuvenhoek describió e interpretó correctamente el parasitismo de los áfidos por avispas del género Aphidius.
El siglo XIX se caracterizó por un desarrollo vertiginoso de las investigaciones científicas sobre taxonomía, biología y ecología de
insectos parasitoides y depredadores en las que tuvieron una participación destacada: M. M. Spinola, J. W. Dalman, J. L. C. Gravenhorst,
J. O. Westwood, Francis Walker, C. Rondani, A. Föster y J. T. C.
Ratzeburg, entre otros.
La primera sugerencia de importar parasitoides fue realizada por
Asa Fisher, en 1855, quien propuso trasladar parasitoides desde
Europa para el control de la plaga del trigo, Sitodiplosis mosellana
(Géhin), pero la importación no tuvo lugar.
La introducción de un parasitoide de un país a otro se produce por
primera vez en 1883. Cotesia glomerata (Linnaeus) (=Apanteles
glomeratus Linnaeus) fue introducido desde Inglaterra hasta Estados Unidos.
ORÍGENES DEL CONTROL BIOLÓGICO EN CUBA
Detección de Lixophaga diatraeae (Townsend), 1914. Cuando se pretende abordar la evolución histórica del control biológico en Cuba es obligado comenzar por el cultivo de caña de azúcar y su plaga principal,
Diatraea saccharalis F., este insecto es un perforador del tallo conocido comúnmente como bórer. Muchos aspectos históricos del desarrollo agrícola cubano están indisolublemente ligados a la caña de azúcar.
A principios de siglo pasado se produjeron pérdidas importantes a causa
del ataque del bórer que afectaron notablemente las exportaciones. Fue
en esos años que un grupo de entomólogos norteamericanos se reunieron en Cuba para estudiar la plaga. En 1914 Wolcott observó por primera
131
Manejo ecológico de plagas
vez un parasitoide del bórer con una amplia dispersión, pues fue encontrado en cañaverales de las provincias de La Habana, Matanzas, Santa
Clara y Oriente. El parasitoide fue identificado como una mosca taquínida
y clasificado como Lixophaga diatraeae Townsend. Wolcott realizó colectas
en las provincias visitadas y envió pupas a Puerto Rico (Fernández, 2002).
Este suceso despertó el interés de los productores de caña de azúcar en
Estados Unidos (Florida y Louisiana), México y Las Antillas, y a partir de
1914 se inicia la exportación de pupas del parasitoide (colectadas en los
campos) hacia varios países. En 1915 viajó a Cuba el entomólogo Loftin,
procedente de Estados Unidos, enviado por el Departamento de Agricultura
con la misión de colectar y enviar pupas de L. diatraeae para introducirlas en
Louisiana. Con el mismo fin llegaron al país Holloway (1918) y Barber (19191920), estos enviaron 6 650 pupas a la Sugar Experiment Station de Louisiana.
La introducción a México se produce en el período de 1920 a 1929, época de
gran expansión de la industria azucarera (Badii et al., 2000). Durante 1926 y
1927, Plank y Myers, colectaron y enviaron pupas de la mosca cubana a
Barbados y Antigua. En los años 20 todos los esfuerzos se concentraron en
colectar pupas en los campos de caña y enviarlas a otros países.
No es hasta la década del 30 que Luis Scaramuzza, inició investigaciones con la mosca cubana conducentes al estudio de su biología, reproducción y liberación (Fernández, 2002). Esa década marcó el punto de partida del desarrollo del control biológico aplicado en Cuba. En Octubre de
1945 se inauguró el primer laboratorio de control biológico en el batey
del Central “Mercedes” (hoy “Seis de Agosto”). En 1948 Scaramuzza expresó «podemos afirmar que por medio del control biológico hemos logrado dominar el bórer o perforador de la caña para el desenvolvimiento normal de la industria». Las metodologías desarrolladas por Scaramuzza sirvieron de punto
de partida para el establecimiento de los procesos mecanizados actuales,
los cuales permitieron aumentar la eficacia y humanizar el trabajo de producción de la mosca cubana (Castellanos, 1995).
Introducción de Rodolia cardinalis Mulsant, 1928. La primera importación a Cuba de un enemigo natural data de 1928. En junio de 1926 se
detecta en Cuba la presencia de la guagua acanalada de los cítricos I. purchasi,
al igual que ocurrió en otros países de la región, la diseminación dentro del
país se produjo de forma muy rápida y con una efectividad muy escasa de
las medidas de control que en aquel entonces era factible aplicar.
Teniendo en cuenta las experiencias de California y la Florida, los
entomólogos S. C. Bruner y Oscar Arango de la Estación Agronómica de
Santiago de las Vegas recomendaron la introducción de la cotorrita roja
132
Control biológico: Estrategias para su implementación
de Australia o vedalia (nombre común mas generalizado), R. cardinalis. El
28 de Junio de 1928 llegó el primer envió, procedente del State Plant
Board de La Florida, los insectos se reprodujeron en la Estación
Agronómica de Santiago de las Vegas y las primeras liberaciones se realizaron en plantaciones del municipio San Antonio de los Baños, la introducción fue exitosa ya que el insecto logró establecerse y realizó un control efectivo. Desde entonces la guagua acanalada se mantiene bajo control, se pueden observar brotes esporádicos en cítricos, rosales y casuarinas,
pero pasado un tiempo desaparece bajo la acción de R. cardinalis (Faz,
1987). La importancia histórica y económica de este suceso es muy marcada pues se trata de la primera introducción. Además fue uno de los
casos de mayor éxito en la región (Vázquez y Castellanos, 1997).
Introducción de Eretmocerus serius, 1930. El primer reporte de la
presencia en Cuba de la mosca prieta de los cítricos, Aleurocanthus woglumi
Ashby, data de 1916. Entre 1916 y 1928 se invirtieron centenares de miles de pesos para el control de esta plaga, sin lograr resultados apreciables
(Santos, 2002). Al comprobar que con la aplicación de insecticidas no se
producía un control eficiente, el Dr. S. C. Bruner recomendó la introducción de parasitoides. El 21 de abril de 1930 llegó procedente de Singapur,
Península de Malaca (Sureste de Asia), el primer embarque de moscas
parasitadas sobre plántulas y hojas de mango. Se introdujeron dos
parasitoides: Eretmocerus serius Silvestri (avispita amarilla de la India) y
Prospaltella divergens Silvestri (Santos, 2002).
El personal científico de la Estación Experimental Agronómica de Santiago de las Vegas fue el responsable de su reproducción y liberación. De
estos dos parasitoides, E. serius resultó ser el más efectivo, al año de su
liberación en las plantaciones cítricolas las poblaciones de la plaga descendieron a niveles tales que dejaron de ser un problema. El parasitoide se
estableció de forma permanente, de modo que A. woglumii no alcanzó más
la categoría de plaga, se le denomina “insecto reliquia” (Faz, 1987). Hoy en
día supervive, pero en poblaciones tan bajas que su daño es insignificante.
MÉTODOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL CONTROL
BIOLÓGICO
Control biológico por conservación de enemigos naturales
La conservación o preservación es una estrategia de control biológico fundamental para la agricultura sostenible y el corazón de los programas de
133
Manejo ecológico de plagas
manejo ecológico de plagas. Las investigaciones de control biológico necesitan poner énfasis en las estrategias de conservación, pues lamentablemente en los últimos años la tendencia mundial es investigar sobre
nuevos agentes de control biológico que puedan ser formulados como un
producto comercial, almacenados, vendidos y aplicados de manera similar a un plaguicida químico (Pérez y Vázquez, 2001).
La «sustitución de insumos agroquímicos por otras alternativas de baja
energía y de carácter biológico» es una de las fases del proceso de conversión de la agricultura convencional a la agricultura sostenible (Altieri,
1994). Lo cierto es que en este proceso los productos biológicos tienen
un determinado valor, pero una vez superado ese momento el manejo ha
de estar basado en la regulación natural, en la cual, como se ha visto, los
enemigos naturales juegan un rol significativo
La conservación es válida para la regulación de plagas nativas, en especial, si se estimulan los mismos enemigos naturales que regulan a los
herbívoros en su ambiente original. La actividad humana puede tener una
gran influencia sobre el potencial de los enemigos naturales para controlar las plagas y la conservación es el estudio y aplicación de tales influencias (Van Driesche y Bellows, 1996). Consiste en la eliminación de medidas que destruyen a los enemigos naturales a la vez que se estimula el uso
de las que favorecen su presencia; lo que significa la manipulación del
hábitat a favor de la efectividad de los organismos benéficos en la supresión de las plagas, para cuidar del balance ecológico (Gautam, 1996).
El énfasis de la estrategia por conservación está en el manejo del
agroecosistema y tiene como finalidad proveer un ambiente favorable para
la actividad, sobrevivencia y reproducción de los enemigos naturales que
habitan en una región determinada. Pero los beneficios no se limitan a las
especies locales, el hecho de crear un ambiente más favorable a los enemigos naturales aumenta las posibilidades de establecimiento de especies introducidas y la eficiencia de aquellas que se reproducen en los laboratorios y liberan en los campos y esto es sumamente importante en los
sistemas agrícolas en transición hacia la agricultura sostenible.
Para lograr el éxito es necesario conocer cuales son las prácticas de
cultivo que tienen un efecto marcado sobre las poblaciones de los enemigos naturales y a partir de ese conocimiento diseñar estrategias de
manejo que den prioridad a las que tengan un impacto positivo. Se
tiene la apreciación de que los cambios en el manejo de los cultivos
para lograr esto pueden resultar complejos y no es exactamente así,
muchas veces es suficiente con eliminar las aplicaciones de plaguicidas
134
Control biológico: Estrategias para su implementación
para comenzar a observar la recuperación de las poblaciones de enemigos naturales (Gómez et al., 1997; Gómez y Grillo, 1999; Pérez y Gómez,
1999).
En un estudio realizado durante tres años en papa, en el que se evaluaron las poblaciones de enemigos naturales y la relación depredador-presa
y el porcentaje de parasitoidismo en campos bajo MIP y bajo manejo convencional, se encontró un número más elevado de controles biológicos en
las localidades bajo MIP que en las que recibieron solamente tratamientos químicos, aún cuando en éstas ultimas las aplicaciones se realizaron
bajo señal o aviso. El porcentaje de parasitoidismo de Aphis gossypii Glover
por Lysiphlebus testaceipes (Cress.) en campos bajo MIP alcanzó valores
entre 14.5 % y 25.92 %, mientras que en los campos bajo manejo convencional fue de 0 % a 7.43 % (Elizondo et al., 2002).
Varias de las prácticas que se implementan para el manejo de los cultivos constituyen prácticas de control cultural de plagas que fueron discutidas en el capítulo 3 de este libro, muchas de éstas tienen un determinado efecto positivo sobre las poblaciones de los enemigos naturales. Las
prácticas de cultivo con efecto sobre los enemigos naturales pueden ser
agrupadas en cinco categorías: uso de plaguicidas; manejo del suelo, agua
y residuos de cultivo; patrones de cultivo; manipulación de la vegetación
dentro y en los alrededores de los campos de cultivo y provisión directa
de alimento o refugios para los enemigos naturales o control de sus antagonistas (Van Driesche y Bellows, 1996).
El uso de plaguicidas se encuentra entre las prácticas más nocivas a los
enemigos naturales (Croft, 1990), el efecto perjudicial abarca a todas las
categorías de biorreguladores, aunque éste puede ser mayor o menor en
dependencia de la clase de plaguicidas de que se trate y de la categoría del
biorregulador.
Los insecticidas y acaricidas afectan a la mayoría de los depredadores y
parasitoides (Pérez et al., 1987; Croft, 1990; Gómez et al., 1997), y aunque muchos de los estudios sobre conservación se han limitado a evaluar
el impacto de esta clase, resulta importante no desestimar el posible impacto del resto. Un efecto directo y por tanto fácil de apreciar a simple
vista es la mortalidad de entomófagos producida durante la aplicación, o
por los residuos que quedan sobre las diferentes partes de las plantas
tratadas y por el arrastre que se produce por el viento hacia zonas no
tratadas.
Otros de los efectos producidos son: reducción de la longevidad, reducción de la fertilidad, repelencia, pérdida de hospedantes o presas y
135
Manejo ecológico de plagas
hormoligosis1 en la población plaga (Croft, 1990). En el capítulo 2 se
analizaron algunos de esos efectos. La regulación en el uso de los
plaguicidas ha de ser uno de los componentes principales en los programas de conservación.
Un caso notable de lo expuesto hasta aquí fue estudiado por Gómez et
al. (1997). En los años 90 del siglo pasado en regiones cañeras de la provincia de Villa Clara aparecieron brotes intensos de defoliadores de la
caña de azúcar del género Leucania. La respuesta inmediata de muchos
productores fue la aplicación de insecticidas, pero en los agroecosistemas
cañeros cubanos no es usual la aplicación de éstos. En dicha región se
realizó un estudio durante 4 años para determinar el efecto de los insecticidas utilizados en el control de Leucania sobre algunas especies de moscas taquínidas parasitoides naturales de ésta. Los dos primeros años se
utilizaron insecticidas y después fueron sustituidos por la lucha biológica. Se pudo determinar que en el caso de Eucelatoria sp. el parasitismo
natural sobre Leucania incospicua (H. S.) y L. cinereicollis se mantuvo entre
14 % y 15 % mientras los productores aplicaron insecticidas químicos y
aumentó a 33 % y 48 % en los dos años posteriores a la supresión de esas
dañinas aplicaciones. Las aplicaciones de insecticidas químicos hicieron
también daño a los taquínidos parásitos larvo-pupales de los defoliadores,
manteniendo sus niveles de parasitismo entre un 5 % y 16 % y al prohibirse éstas el parasitismo aumentó rápidamente a 37 % y 48 % en los
años siguientes.
La efectividad del control natural en los agroecosistemas cañeros es
indiscutible. Gómez y Grillo (1999) determinaron en diferentes localidades en la Provincia de Villa Clara que 61 % de las larvas de Leucania spp.
morían por causas naturales. Entre los organismos que en mayor porcentaje se encontraron estaban Eucelatoria sp. (Diptera: Tachinidae),
parasitoide larval y los parasitoides larvo-pupales Archytas marmoratus
Townsend, Hyphantrophaga sp. y Belvosia sp.
La selectividad de los plaguicidas y su impacto relativo sobre más de
600 especies de artrópodos benéficos, fundamentalmente depredadores
y parasitoides, fue revisada en detalle por Croft y Theiling (Croft, 1990).
Se hizo una clasificación en base a una escala de 1 a 5 (1=0 % de mortalidad, 2=<10 % de mortalidad, 3=10 a 30 % de mortalidad; 4=30 a 90
1
Se refiere al estímulo directo de la reproducción de los insectos y especialmente
ácaros por la acción de determinados plaguicidas (Costa-Cornelles et al., 1988).
136
Control biológico: Estrategias para su implementación
% de mortalidad y 5=> 90% de mortalidad). Los plaguicidas fueron divididos en tres categorías generales: selectivos, plaguicidas con valores de
toxicidad menor de 2.8; moderadamente tóxicos, plaguicidas con valores de
toxicidad entre 2.8 y 3.5; y dañinos, plaguicidas con valores de toxicidad
mayor que 3.5. En la tabla 4.1 se muestran algunos de los resultados de
este análisis, del que se concluyó que en general, los parasitoides eran
más sensibles a los plaguicidas que los depredadores y que los insecticiTabla 4.1 Impactos relativos de los plaguicidas sobre artrópodos benéficos
según tipo de plaguicida (Modificado de Croft, 1990)
Tipo de plaguicida
Depredadores
Parasitoides
Todos los organismos
benéficos
Insecticidas
Fungicidas
Herbicidas
3.61
2.59
2.83
3.74
2.58
3.10
3.65
2.59
2.95
Todos los plaguicidas
3.43
3.57
3.47
das eran el tipo de plaguicida más tóxico, seguidos por los herbicidas y
fungicidas (Croft, 1990).
Los fungicidas generalmente no causan la muerte o daño directo a los
entomófagos, pero si afectan a los entomopatógenos (Jacas y Viñuelas,
1993; Lagnaoui y Radcliffe, 1998; Alves, 1998; Muiño y Larrinaga, 1998).
El uso de insecticidas y herbicidas también limita considerablemente la
acción de los hongos entomopatógenos (Alves, 1998).
En la figura 4.1 aparecen relacionadas las prácticas de cultivo que tienen un efecto positivo sobre los enemigos naturales; aunque son muchos
los ejemplos que se pueden citar, lamentablemente, la conservación es la
estrategia de control biológico que menos atención recibe por parte de los
técnicos y agricultores. En términos económicos, la mayor contribución
del control biológico no está en los programas de introducción, producción masiva y liberación de enemigos naturales, sino en la actividad natural de éstos. Pero, los beneficios económicos del control biológico no son
tan fáciles de demostrar como los beneficios ecológicos.
Cuando se observan las diferentes prácticas que aparecen en la figura
4.1, se aprecia que todas de algún modo contribuyen al aumento de la
diversidad trófica, este es el punto de partida, la base, para el diseño de
un sistema de manejo de cultivos que contribuya a la conservación del
137
Manejo ecológico de plagas
Figura 4.1 Prácticas de cultivo con efecto positivo sobre los enemigos naturales
conjunto de enemigos naturales (entomófagos, entomopatógenos y antagonistas).
El papel de la diversidad biológica en la regulación de los organismos
plagas y en el aumento de las poblaciones de enemigos naturales es indiscutible. Un adecuado patrón de cultivos tendrá necesariamente que considerar el diseño y construcción de estructuras vegetales que posibiliten
el aumento de las poblaciones de organismos biorreguladores. Éste ha de
tener en cuenta la diversidad estructural, espacial, temporal y genética
(para más detalles ver Altieri, 1997).
El papel de la vegetación no se circunscribe a las plantas de cultivo;
una de las causas del fracaso en el control de plagas de la agricultura
convencional es considerar como perjudicial la presencia, en los campos,
de plantas diferentes a los cultivos establecidos, en esencia las denominadas malezas.
El manejo de la vegetación dentro y en los alrededores de los campos
de cultivo es una práctica fundamental para la conservación: la presencia
de malezas y las coberturas vivas dentro del cultivo, las cortinas
rompevientos, las barreras vivas, los corredores biológicos, el cercado de
138
Control biológico: Estrategias para su implementación
los campos con “postes vivos”, la presencia de plantas melíferas, la siembra de árboles frutales en los caminos y linderos de las fincas o intercalados en los propios campos de cultivo, los montes, el bosque y toda la
vegetación cercana a los campos de cultivo brindan servicios ecológicos
de un valor incalculable.
Entre esos servicios están: mejora de las condiciones físicas, que se
manifiesta en la existencia de un microclima favorable a los
biorreguladores, mayor humedad y regulación de la temperatura (estos
dos factores son de gran importancia en los climas áridos y secos y en
los climas tropicales donde el sol calienta al suelo con tanta intensidad)
y regulación de la luz y de las corrientes de aire; la existencia de corredores biológicos facilita el movimiento de los enemigos naturales entre
los campos de cultivos; y garantizan sitios de refugio en condiciones
desfavorables y fuente de alimento como polen y néctar para los
depredadores y parasitoides. Uno de los enemigos naturales más importantes en la regulación del tetuán del boniato, es la hormiga leona,
Pheidole megacephala Fabricius, para la conservación y aumento de su
población es recomendable la existencia de arboledas en los alrededores
de los campos de cultivo, ya que ofrecen un sitio sombreado y húmedo
donde pueden permanecer sus colonias en los meses más cálidos del
verano.
LA CONSERVACIÓN COMO ESTRATEGIA DE CONTROL
BIOLÓGICO EN CUBA
Un aspecto esencial para el desarrollo de las diferentes estrategias de
manejo ecológico de plagas, y dentro de éstas el control biológico como
nudo central, es la existencia de políticas estatales que contribuyan a su
éxito. La ausencia de políticas gubernamentales de apoyo o las deficiencias de algunas de las existentes, así como el escaso desarrollo y extensión de tecnologías apropiadas, constituyen obstáculos que impiden la
implementación de programas de manejo ecológico de plagas.
Cuba es uno de los mejores ejemplos de apoyo del Estado, a gran escala, al manejo ecológico de plagas, ésta es parte integral de la política agraria (Nicholls et al., 2002). La política estatal tiene como soporte la
implementación de un programa nacional para el desarrollo del control
biológico, la creación de la Comisión Nacional de Manejo Integrado de
Plagas y está refrendada por la Ley 81 de Medio Ambiente (Cuba, 1997),
a la cual se hizo referencia en el capítulo 2. El caso cubano encierra una
139
Manejo ecológico de plagas
enseñanza que podría servir de modelo a otros países de América Latina
que tantos problemas enfrentan en el campo del control de plagas.
Dentro de esta política ¿cómo se garantiza la conservación de los enemigos naturales? Ya se vio como el uso de plaguicidas es una de las prácticas agrícolas más nocivas a la estrategia de conservación. En Cuba los
plaguicidas para la agricultura y salud pública no se comercializan y está
prohibida la propaganda pública. Los plaguicidas se distribuyen de manera centralizada por entidades estatales según normas técnicas elaboradas
por instituciones especializadas, por lo que el control, las cantidades y las
clases son objeto de escrutinio permanente por esas entidades y sus institutos de investigación, a los cuales se vinculan el resto de las instituciones científicas y académicas del país que tienen que ver con la salud pública, el medio ambiente y la agricultura, con la intención de disminuir
los consumos, que además, resultan onerosos para la economía.
El objetivo, en esta etapa, es sustituir los plaguicidas en todo lo posible,
por medios biológicos que sí producimos. Los incrementos en el consumo
tienen que ser rigurosamente argumentados. En Cuba las disminuciones
de insumos son consideradas como éxitos productivos, asociadas a la búsqueda de la eficiencia, unida a la salud y calidad ambiental, por lo que son
estimuladas por el propio Estado y otras organizaciones. Los éxitos son
convenientemente divulgados por los medios masivos de difusión.
A diferencia del control biológico clásico y por aumento, que generalmente se dirigen al control de individuos de una sola especie, la conservación de las especies de biorreguladores naturales es una estrategia más
bien preventiva, que promueve la regulación del conjunto de poblaciones
fitófagas o fitopatógenas presentes en el agroecosistema. Justamente esta
es la estrategia que más posibilidades tiene en el manejo de plagas en la
agricultura sostenible, por lo que se ha ido incorporando a los programas
de manejo de plagas en la medida que las investigaciones han avanzado
(Nicholls et al., 2002).
En la actualidad de los 14 programas de MIP que están implementados
en el país, en cuatro la estrategia de conservación es considerada clave,
con un alto grado de utilización (Pérez y Vázquez, 2001). Los cultivos
bajo MIP que dan prioridad a esta estrategia son: cafeto, caña de azúcar,
cítricos y yuca, y el cultivo de la col donde el grado de implementación es
considerado de medio a alto. En estos cultivos el uso de plaguicidas es
nulo, excepto en cítricos que se considera bajo y en col de bajo a nulo.
En los sistemas agroforestales cafetaleros se presentan características
muy favorables para la conservación (Vázquez, 1999); éstas han sido apro140
El problema de las Plagas
vechadas para la introducción a escala nacional de un Programa Tecnológico Integrado de Protección Fitosanitaria del Cafeto en la Montaña. El
programa tuvo su inicio en un conjunto de medidas que se implementaron,
años atrás, para el manejo del minador de la hoja del cafeto Perileucoptera
coffeella (Silvestri)=(Leucoptera coffeella Guérin-Méneville). Se estableció
la regulación de la sombra y la poda del cafeto en función de su relación
con la plaga y los enemigos naturales, se promovió la siembra de coberturas vivas a favor de éstos últimos y la eliminación de las aplicaciones de
insecticidas foliares. El programa es en esencia conservacionista y permite una alta efectividad de un complejo de parasitoides de los géneros Mirax,
Cirrospilus y Zagrammosona, entre otros (Vázquez, 1999).
Entre las especies utilizadas como coberturas vivas se encuentran el
canutillo y la canavalia (Caro et al., 1997). El establecimiento de coberturas
vivas ha permitido la disminución en el uso de herbicidas como el
gramoxone; dada su toxicidad aguda, la inexistencia de un antídoto y las
preocupaciones sobre la salud y el medio ambiente éste se prohibió en seis
países industrializados (Austria, Dinamarca, Finlandia, Hungría, Eslovenia
y Suecia) y tiene uso restringido o prohibido en cuatro países en desarrollo
(Indonesia, República de Corea, Togo y Kuwait) (Madeley, 2002).
Uno de los ejemplos más ilustrativos de conservación y manejo de
enemigos naturales en Cuba lo constituye la hormiga leona, P.
megacephala. El éxito alcanzado en el control de Cylas formicarius en el
cultivo del boniato, demostró la factibilidad de utilizar y propagar hormigas depredadoras en cultivos anuales. Cuba se encuentra entre los
países que han desarrollado procedimientos prácticos para el uso y propagación de hormigas generalistas en el control de insectos en cultivos
anuales y semiperennes. La importancia de las hormigas es tal que al
programa de MIP actual se ha incorporado una nueva especie, Tetramorium
bicarinatum Nylander (Castellón et al., 1997).
La conservación de enemigos naturales es una estrategia muy conveniente para enfrentar el problema de las plagas introducidas. Éstas tienen
por lo general un comportamiento oportunista en la fase inicial de invasión en las nuevas localidades ocupadas, que puede extenderse durante
algún tiempo en dependencia de varios factores, principalmente del programa de manejo y/o control que se realice.
Un análisis particular de los casos más recientes de plagas introducidas en Cuba muestra que efectivamente, estas especies se manifiestan
inicialmente en altas poblaciones y diversidad de hospedantes, con elevadas tasas de reproducción; pero que esos atributos ecológicos tienden a
141
Manejo ecológico de plagas
incrementarse cuando existe una alta presión de insecticidas sobre dichas
poblaciones y la diversidad en los agroecosistemas es baja. En cambio,
esta situación puede reducirse en intensidad y duración cuando se aplican programas de manejo que consideran la conservación de los enemigos naturales nativos, que son ricos y diversos en los agroecosistemas
cubanos y que interactúan con las poblaciones de la especie introducida
(Vázquez et al., 2001).
Uno de los ejemplos más notables es el caso de Thrips palmi Karny
(plaga introducida en 1996) por el número elevado de enemigos naturales asociados a sus poblaciones. Se han encontrado 24 especies de ácaros
fitoseidos asociados a T. palmi. Una de esas especies es Amblyseius largoensis
(Muma), la cual posee características que le permiten ser utilizada como
agente de control biológico. Entre los insectos entomófagos, el más abundante es Orius spp. (Surís et al., 2001). Para el control de T. palmi se estableció un programa de MIP que integra medidas conservacionistas y otros
métodos de control, el insecto aún es importante, pero las afectaciones
que produce disminuyeron (Vázquez, 2003b).
A mediados de 1996 también aparece por primera vez Pseudacysta perseae
(Heidemann), a partir de ese momento se convirtió en la plaga principal del
aguacate (Almaguel et al.,1997). En un estudio realizado en la provincia de
Villa Clara, para detectar agentes de control natural de P. perseae se encontró
al hongo Penicillium sp. asociado a las puestas de este insecto, a los hongos
entomopatógenos Hirsutella sp., y Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. parasitando
adultos, un ácaro fitoseiido depredando huevos, al insecto Termatophylidea
gisselleae Grillo atacando ninfas y adultos y dos chinches depredadoras de la
familia Miridae: Paracarnus cubanus Bruner y Paracarnus myersi China (Morales
et al., 2001a; Morales et al., 2001b; Morales et al., 2002).
CONTROL BIOLÓGICO CLÁSICO O POR INTRODUCCIÓN DE
ENEMIGOS NATURALES
El control biológico clásico consiste en la importación de enemigos naturales para la regulación de una plaga en particular. Generalmente la plaga
objeto de control es una especie “exótica”, “introducida”, o como se le ha
dado en llamar últimamente “emergente”, se trata de organismos
cuarentenados que al introducirse bajo condiciones favorables pueden
alcanzar una densidad poblacional alta. Esta estrategia tuvo y tiene éxitos
en el control de numerosas plagas en diferentes partes del mundo, el
número de especies bajo control total o parcial asciende a más de 200
142
Control biológico: Estrategias para su implementación
(van den Bosh y Messenger, 1973; Caltagirone, 1981; DeBach y Rosen,
1991; Greathead y Greathead, 1992).
Los programas de introducción de nuevas especies de enemigos naturales se planifican y ejecutan por etapas, de modo que la precedente deje
sentadas las bases para el éxito de la siguiente. En numerosos libros y
artículos aparecen descritos procedimientos generales para la introducción, la mayoría de éstos se refieren a la introducción de entomófagos y
artrópodos fitófagos (van den Bosh y Messenger, 1973). En la figura 4.2
aparecen las etapas descritas por Van Driesche y Bellows (1996).
Lo más común es que los enemigos naturales se introduzcan después
que la plaga a regular haya hecho su aparición. Pero puede darse el caso
que ante el peligro inminente de introducción de una plaga muy agresiva
los enemigos naturales de ésta sean introducidos antes de su llegada. Tal
es el caso de la cochinilla rosada del hibisco, Maconellicoccus hirsutus (Green),
la cual a partir de su introducción en Granada se ha diseminado rápidamente en la región del Caribe (Martínez et al., 2001).
En previsión a la entrada de M. hirsutus al país se han establecido múltiples medidas, entre las que se encuentra la importación de enemigos naturales. En el año 2000 se mantuvieron en cuarentena en Trinidad y Tobago
350 adultos del coccinélido Cryptolaemus montrouzieri Mulsant, en junio de
ese mismo año se introdujeron en Cuba 280 adultos (primera generación
de laboratorio). C. montrouzieri llegó a Cuba por vía aérea y fue enviado al
Departamento de Cuarentena del Instituto de Investigaciones de Sanidad
Vegetal, donde se reprodujo. Los adultos obtenidos bajo control
cuarentenario (3 828) fueron trasladados al Departamento de Reproducción de Insectos para su cría, se elaboró una metodología para la reproducción masiva y se obtuvieron 4 500 que fueron distribuidos a los Laboratorios Provinciales de Sanidad Vegetal (Milán et al., 2001).
La cría de C. montrouzieri se ha extendido a los 14 laboratorios provinciales de sanidad vegetal y se iniciaron las liberaciones en localidades
donde habitan otros pseudocóccidos (Navarro et al., 2001). C. montrouzieri
se encuentra entre los depredadores que más se comercializa en Norte
América (Hunter, 1994).
En el pasado existía la creencia generalizada de que el control biológico
clásico se limitaba al control de especies exóticas, pero su uso no se restringe a la regulación de las plagas introducidas, ya que puede aplicarse para el
control de plagas nativas o indígenas, son numerosos los casos donde este
hecho ha quedado demostrado. Una de las primeras introducciones en Cuba
de enemigos naturales exóticos con el propósito de controlar plagas endé143
Manejo ecológico de plagas
Selección del blanco y
evaluación
Identificación de la plaga; definición de los atributos biológicos, económicos y sociales relacionados con el control biológico, establecimiento de
los objetivos para la introducción del programa; resolución de cualquier
conflicto de intereses.
Taxonomía y encuestas
Determinación del estado actual del conocimiento taxonómico de la plaga
blanco y enemigos naturales; revisión de literatura sobre enemigos naturales de la especie blanco y las relacionadas; encuestas en las áreas blanco
para determinar la existencia de cualquier enemigo natural.
Selección de áreas para la
exploración
Definir el lugar de origen de la plaga blanco y otras posibles áreas de
búsqueda de enemigos naturales.
Selección de enemigos
naturales para la colecta
Escoger entre los candidatos encontrados a los enemigos naturales que
serán colectados con destino a un estudio extenso en condiciones de
cuarentena.
Exploración, colecta, y envío
de enemigos naturales
Obtención e introducción cuarentenaria de los enemigos naturales.
Cuarentena y exclusión
Procesamiento del material enviado para destruir cualquier organismo
indeseable.
Ensayos y selección de
enemigos naturales para
trabajos adicionales
Desarrollar las investigaciones que sean necesarias, en condiciones de
cuarentena, sobre los enemigos naturales para definir la asociación con su
hospedante y biología.
Colonización en el campo y
evaluación de efectividad
Liberación del enemigo natural en el campo y monitoreo para el establecimiento y eficacia.
Eficacia del agente y
evaluación del programa
Evaluar el grado de éxito de los programas de introducción y objetivos.
Figura 4.2
4.2. Etapas en la introducción de enemigos naturales
144
Control biológico: Estrategias para su implementación
micas data de los años 30 del siglo XX , cuando Scaramuzza introdujo dos
parasitoides para el control del bórer de la caña de azúcar. En 1934 y 1937
se trae a Cuba Paratheresia claripalpis Wulp, y en 1939 Metagonistylum minense
Townsend, conocida como mosca amazónica, ambos parasitoides fueron
introducidos de Brasil (Fernández, 2002). Con la misma finalidad se trajeron, hace varios años Cotesia flavipes Cameron desde Brasil y Venezuela
(Rodríguez et al., 2001).
CONTROL BIOLÓGICO POR AUMENTO
Consiste en la producción masiva y liberación de grandes cantidades de
enemigos naturales. El control biológico por aumento es una solución en
circunstancias donde la colonización permanente no es factible, o como
en el caso de Cuba, cuando se pretende reducir el uso de plaguicidas.
Precisamente a esta estrategia de control biológico es a la que se ha dado
prioridad en la etapa actual por la que transita la agricultura cubana. El
éxito mayor en el control biológico se ha alcanzado en la cría masiva y
liberación de enemigos naturales y en el desarrollo, producción masiva y
aplicación de patógenos de insectos.
Las liberaciones de enemigos naturales se realizan mediante dos estrategias: inoculativa e inundativa. Las liberaciones inoculativas son aquellas en las que un número pequeño de enemigos naturales se introducen
en una fase temprana del ciclo de un cultivo a la espera de que se reproduzca para que la descendencia ejerza el control (Van Driesche y Belows,
1996). Con esta estrategia el control de los organismos nocivos se logra
por la acción de la progenie y generaciones subsecuentes del entomófago
y no por los que son liberados; tiene como finalidad restablecer un enemigo natural que por efecto de condiciones adversas desaparece en una
época del año, pero es muy eficiente en otra. Las liberaciones masivas o
inundativas son aquellas en las que el control debe realizarse, en lo fundamental, por los organismos liberados por lo que generalmente se requieren grandes cantidades.
La producción masiva y liberación de agentes de control biológico es
un proceso que requiere de investigaciones básicas sobre el enemigo natural a reproducir, estas investigaciones abarcan la biología y ecología,
pues sin el conocimiento detallado de éstas es muy difícil que un programa de control biológico alcance éxito.
La primera etapa en el proceso de producción masiva de cualquier agente
de control biológico, trátese de entomófagos, entomopatógenos, antago145
Manejo ecológico de plagas
nistas o herbívoros beneficiosos es su selección. La selección estará basada en el principio de que el enemigo natural controle la plaga bajo las
condiciones en que se va a reproducir y liberar.
En la fase de producción un aspecto crítico es la calidad, hay que tener
en cuenta aspectos genéticos, de nutrición y contaminación. Para garantizar una calidad óptima del producto final lo más conveniente es el establecimiento de normas de control de calidad que se apliquen rigurosamente durante el proceso de producción. Para aprovechar todo el potencial de los agentes de control biológico hay que conocer cómo, cuándo y
dónde es necesario liberarlos, por esa razón la investigación acerca de los
métodos de aplicación es fundamental.
La evaluación de la efectividad de los enemigos naturales liberados en
condiciones de campo es otra de las condiciones a cumplir antes de su
comercialización; la liberación de agentes de control biológico sin el cumplimento de ese requisito puede conducir al fracaso, ya que son múltiples
los factores que pueden afectar su efectividad en condiciones de producción.
Otro aspecto a considerar en las investigaciones para la posible reproducción y liberación de un agente de control biológico son los costos y
beneficios. En general hay que considerar los costos de reproducción del
agente; los costos de competencia con otros controles, en esencia el control químico; y el valor del cultivo y la habilidad de los enemigos naturales liberados para aumentar la rentabilidad de la cosecha (Van Driesche y
Belows, 1996). Pero, los costos y beneficios no sólo han de valorarse en la
dimensión económica, hay que adicionar una nueva dimensión a lo considerado hasta el presente, cuando se trate de costo-beneficio del control
biológico han de tenerse en cuenta los posibles beneficios ecológicos y
sociales.
El caso de la producción masiva de medios biológicos en Cuba es un
ejemplo notable de la sostenibilidad de este proceso en un país del tercer
mundo con recursos financieros muy escasos. La sustitución de plaguicidas
por medios biológicos permite ahorrar potencialmente cada año miles de
pesos en moneda libremente convertible que pueden ser destinados a
satisfacer otras necesidades (Pérez y Vázquez, 2001).
Por último están las pruebas de seguridad biológica. La seguridad biológica se refiere al conjunto de medidas científico–organizativas, destinadas a la protección ante los riesgos que entraña el trabajo con agentes
biológicos o la liberación al medio ambiente. Los agentes de control biológico que se liberen tienen que ser seguros para la salud humana, no
146
Control biológico: Estrategias para su implementación
deben producir efectos no deseados sobre las plantas en general, tengan o
no importancia económica, invertebrados u otras especies, ni sobre el
ambiente.
Las consideraciones acerca de la intensificación del uso de agentes de
control biológico en Cuba a partir de los 90 del siglo pasado, condujeron
a la aprobación el 28 de Enero de 1999 del Decreto - Ley Nº 190 de la
Seguridad Biológica (Cuba, 1999). Hasta el presente la liberación de
parasitoides, depredadores y herbívoros beneficiosos no representan riesgos para la salud humana, más bien han reportado beneficios notables
por los plaguicidas que han sustituido. En el caso de algunos
entomopatógenos, aunque no representan un riesgo apreciable, si hay
que tener en cuenta que se ha dado el caso de reacciones alérgicas.
ESTUDIO DE CASO: CONTROL NATURAL DE Brevicoryne
brassicae (Homoptera: Aphididae) SOBRE Brassica oleracea
var. capitata
En los últimos años se produjeron profundas transformaciones en la
Agricultura Cubana. En lo que al manejo de plagas se refiere, la característica más notable fue la drástica reducción en el uso de plaguicidas químicos y la puesta en práctica de medidas de regulación de plagas que
tienen como piedra angular el control biológico. La conservación es una
de las estrategias de control biológico a las que se ha dado prioridad.
La disminución en el uso de los plaguicidas y otros cambios efectuados
en el manejo de los cultivos produjeron beneficios notables. El aumento
gradual de la biodiversidad y la estimulación de los mecanismos naturales de regulación que esto provoca figuran entre los más importantes.
Entre los mecanismos naturales de regulación estimulados se encuentran
los enemigos naturales, de ahí la importancia que tiene que al evaluar los
beneficios ecológicos del actual sistema de manejo de plagas establecido
en Cuba se tenga en consideración la regulación natural de plagas. Los
datos presentados constituyen parte de un estudio que se realizó en cooperativas de producción agropecuaria (CPA), en la provincia La Habana,
que tuvo entre sus objetivos evaluar los cambios que se producen en la
etapa de transición de un sistema agrícola convencional a un sistema
agroecológico.
La col se encuentra entre las hortalizas que se cultivan en estas CPA;
tiene un lugar destacado en las preferencias del cubano, representa el 10 %
de la superficie anual de hortalizas y ocupa el segundo lugar en producción
147
Manejo ecológico de plagas
en el país con un rendimiento aproximado de 15 t/ha (Pérez et al., 1997)
(figura 4. 3).
Entre los fitófagos asociados a esta crucífera se encuentran los áfidos.
En Cuba el más común en las diferentes especies de Brassica que se cultivan es Brevicoryne brassicae (L.) (Homoptera:Aphididae) (Holman, 1974).
Este es un insecto especialista que se alimenta exclusivamente de
crucíferas, bajo condiciones favorables puede alcanzar elevadas poblaciones que ocasionan un daño irreversible al cultivo.
El pulgón de la col tiene muchos enemigos naturales, entre los más
importantes se encuentran las cotorritas, las moscas sírfidas, enfermedades fungosas y parasitoides himenópteros. En numerosas publicaciones se
documentan casos de supresión natural de poblaciones de áfidos por estos
enemigos naturales (Tamaki et al., 1981; Feng et al., 1991, 1992; Woods,
1993; Boyd; 1994; Kish et al., 1994; Lagnaoui y Radcliffe, 1998). La supresión puede ser mayor en hábitats protegidos donde los biorreguladores
pueden sobrevivir e incrementar su nivel poblacional. En este estudio se
presentan datos sobre la regulación natural de B. brassicae por hongos
Entomophthorales y un parasitoide hymenoptero en campos de una finca
donde desde finales de 1994 no se aplican plaguicidas químicos.
La investigación se desarrolló en la CPA “Jorge Dimitrov” del municipio San Antonio de los Baños, provincia La Habana durante las siembras
de frío 1995-1996 y 1997-1998. En está CPA se ejecutó el proyecto Faros
Agroecológicos del programa SANE del PNUD.
La finca bajo estudio tenía una superficie de 6.0 ha, dividida en cinco
campos, el primer campo de una superficie de 1.2 ha fue plantado de col
Figura 4.3 Repollo de col,
Brassica oleracea var.
capitata, la más cultivada en
Cuba
148
Control biológico: Estrategias para su implementación
el 30 de octubre de 1995. Se introdujeron cambios en las prácticas de
manejo del cultivo, no se aplicaron fertilizantes químicos inorgánicos, ni
plaguicidas químicos sintéticos y la preparación de suelo fue realizada
con tracción animal. Los cultivos precedentes fueron, maíz en asocio con
canavalia, que en este caso se utilizó como abono verde y cobertura viva y
estos últimos seguidos por cebollino, los cultivos colindantes fueron: plátano, maíz y pimiento. El 5 de noviembre de 1997 la col fue plantada en el
campo 2, los cultivos precedentes fueron maíz y boniato y los colindantes
zanahoria y pimiento.
En 1995 los muestreos se iniciaron el 6 de diciembre, momento en que
se hizo evidente que la población de áfidos iba en aumento, se continuaron
semanalmente hasta el 12 de enero de 1996. En 1997 las evaluaciones comenzaron el 14 de diciembre. Se utilizó el método de conteo en hojas, que
consistió en colectar una hoja joven o envolvente de plantas infestadas
siguiendo la diagonal del campo, se seleccionaron cinco puntos (10 x 10 m)
y cinco plantas en cada uno, las hojas fueron colocadas en bolsas y transportadas hasta el laboratorio para examinar los áfidos. El número de áfidos
vivos y muertos fue registrado separando los muertos por hongos (cadáveres) y los muertos por parasitoides (momias). El porcentaje de mortalidad
causado por patógenos fungosos y parasitoides fue calculado por la expresión:
Número de cadáveres o momias
Mortalidad (%) =
x 100
Áfidos vivos + cadáveres + momias
Los áfidos muertos fueron colocados en cámara húmeda por 72 horas
para estimular el crecimiento de los patógenos fungosos presentes. El
diagnóstico fue realizado siguiendo las indicaciones que aparecen en Keller
(1991), Keller (1993) y Humber (1997). Las momias fueron colocadas
individualmente en viales hasta que los parasitoides emergieron y pudieron ser identificados siguiendo las indicaciones que aparecen en Cave
(1995). Las precipitaciones, humedad relativa y temperatura local fueron
registradas por la estación meteorológica de Güira de Melena.
En la figura 4.4 puede apreciarse que los niveles poblacionales alcanzados por B. brassicae en las primeras semanas después de la plantación
fueron altos, con una media de 17.08 y 21.44 áfidos por hoja en el primer
muestreo en la primera y tercera siembra, este incremento de la población cesó en la medida en que se hizo sentir el efecto del parasitismo y de
los entomopatógenos.
149
Manejo ecológico de plagas
a
Figura 4.4 Densidad de B. brassicae sobre B. oleracea (media de 25 hojas)
B. brassicae fue parasitado por Diaeretiella rapae (M’Instosh)
(Hymenoptera:Aphidiidae), este es el parasitoide más común de áfidos
que se alimentan de crucíferas (Tamaki et al., 1981; Horn, 1988), B. brassicae
es su hospedante preferido (Hafez, 1961), aunque se considera un afidófago
polífago (Feng et al., 1991), pues en su ausencia o en bajas poblaciones se
alimenta de otras especies de áfidos. Este endoparasitoide solitario es
atraído por el isotiocianato de alilo, un aceite de mostaza presente en las
hojas y semillas de las crucíferas que es liberado cuando los áfidos se
alimentan (Tamaki et al., 1981; Price, 1993).
Los áfidos parasitados se convirtieron en momias de color marrón que
fueron reconocidas con facilidad semejantes a las que aparecen en la figura 4.5. Los porcentajes de mortalidad debido al parasitismo por D. rapae
fueron altos (tabla 4.2), superiores al 38% en todos los momentos de
evaluación, en la siembra de 1995-1996; en 1997-1998 el mayor valor
alcanzado fue 52.1 % por lo que se considera que D. rapae fue clave en la
regulación natural de B. brassicae.
Uno de los elementos a tener en cuenta cuando se evalúa la efectividad
de los agentes de control biológico es el momento de reproducción sobre
el hospedante (Hayakawa et al., 1990). Los depredadores pueden alimentarse de todos los estadios vivos de la presa, muchos de los áfidos adultos
son consumidos en la fase postproductiva, de la misma manera muchos
patógenos de insectos no son selectivos con respecto al estado del
hospedante que ellos infectan, por lo tanto una gran parte de los áfidos
afectados por depredadores y patógenos pueden no verse afectados en su
reproducción (Hagen y van den Bosch, 1968).
150
Control biológico: Estrategias para su implementación
Figura 4.5 Momias de áfidos
parasitados. a) abertura de
salida del adulto
En contraste si un parasitoide ataca selectivamente, el primer o segundo instar, el áfido puede no madurar. Este es el caso con D. rapae, el que
aunque puede parasitar todos los estadios (excepto el huevo) parasita
preferentemente el segundo y tercer instar del áfido de la col (Hafez, 1961).
Los parasitoides pueden afectar de una manera notable la fecundidad
cuando se comparan con depredadores y patógenos (Hayakawa et al., 1990).
Entre los factores que pueden haber contribuido a los elevados porcentajes de parasitismo en condiciones de producción están las elevadas
poblaciones del hospedante y el mantenimiento durante varios días de
una temperatura media cercana al óptimo (25ºC) para el desarrollo del
parasitoide (Hayakawa et al., 1990).
Tabla 4.2 Mortalidad causada por D. rapae y por hongos Entomophthrales
sobre B. brassicae
Frecuencia
Muestreo
Total
1
7
14
21
30
37
427
1034
1398
901
938
249
1995-1996
Parasitoidismo
(%)
38.07
40.41
43.28
53.41
40.56
1997-1998
Infectados
(%)
9.22
26.19
35.28
22.48
Total
536
1295
1588
1139
1183
225
Parasitados
(%)
12.5
15.6
48.9
50.3
52.1
49.6
Infectados
(%)
10.25
21.08
25.33
18.30
151
Manejo ecológico de plagas
Está además, el hecho de que en los últimos seis años se lleva a cabo en
la CPA donde se realizó la evaluación una reducción gradual en el uso de
los plaguicidas químicos sintéticos, circunstancia que está a tono con la
tendencia general en el país (Pérez, 2003; Vázquez, 2003a), particularmente en la finca donde se cultivó la col, desde finales de 1994 solo se hacen
aplicaciones de medios biológicos que se complementan con otras medidas de manejo ecológico (policultivos, rotación, coberturas vivas, nutrición
orgánica, manejo de la vegetación en los alrededores de los campos y siembra de árboles frutales). Esta tendencia se intensificó en 1996, año en que
se produjo en la CPA una reducción en el uso de plaguicidas del 43 % con
respecto a 1995, el consumo bajó de 24.3 kg/ha a 13.85 kg/ha.
Si se tiene en cuenta que es su mayoría los enemigos naturales son
más sensibles a los plaguicidas que los mismos fitófagos y que en el caso
de D. rapae en un ensayo de laboratorio donde se probaron varios insecticidas se determinó que todos a las dosis recomendadas para su aplicación
en el campo reducían la emergencia del parasitoide adulto del áfido momificado entre 55 % y 97 % y que la determinación del efecto de estos
mismos insecticidas sobre las generaciones sucesivas arrojó una reducción en la fecundidad del 75 % en la generación f-1 (Abo-El-Char et al.,
1992) no será difícil comprender por qué la disminución en el uso de
plaguicidas contribuyó al aumento del parasitismo.
En evaluaciones realizadas en campos de col bajo MIP en los años 19961997 y 1997-1998 en Villa Clara se encontró un control natural efectivo de
áfidos por D. rapae. El MIP incluyó liberación de Tetrastichus spp. (parasitoide
larvo-pupal) para el control de Plutella xylostella L. y de Coleomegilla cubensis
Csy para el control de áfidos (Caballero et al., 2000).
Los primeros cadáveres de áfidos con síntomas de una patología fungosa
se observaron a mediados de diciembre en 1995, y finales de diciembre en
1997, esto coincidió con la fase de crecimiento exponencial (o cercano al pico
de densidad poblacional) después de tres semanas de la infestación inicial
del cultivo (figura 4.4). La mortalidad final de los áfidos debido a la micosis
aunque no fue tan alta (tabla 4.2) tuvo una contribución notable en la disminución de la población pues los hongos no actuaban aisladamente sino que
estaban en presencia de otro factor de control natural: el parasitoide D. rapae.
Los patógenos identificados como causantes de la micosis fueron
Pandora neoaphidis (=Erynia) (Remaudiéri & Hennebert) Humber y
Entomophthora spp. (Keller, 1991; Keller, 1993, Humber, 1997). Los hongos Entomophthorales están entre los patógenos más importantes de los
áfidos y las especies más comunes se encuentran en los géneros:
152
Control biológico: Estrategias para su implementación
Conidiobolus, Entomophthora, Erynia, Neozygites y Zoophthora (Latgé y
Papierok, 1988).
En Cuba se han obtenido resultados muy importantes con el uso de
hongos entomopatógenos pero las investigaciones se han concentrado en
los Deuteromycetes (Pérez, 1996; Fernández-Larrea 2003; Pérez, 2003) y
muy escasa atención se ha prestado a los Entomophthorales, a pesar de
que es frecuente observar epizootias causadas por éstos en condiciones
de producción, no existen casos documentados. Está por investigar el
papel de la ocurrencia natural de enfermedades en los áfidos.
Entre los factores asociados a la micosis observada se encuentran la
densidad del hospedante, las precipitaciones y la temperatura. La coincidencia en el tiempo de elevadas poblaciones de áfidos (tabla 4.2), lluvias
frecuentes moderadas y temperaturas favorables contribuyó al incremento de la micosis. El desarrollo de la epizootia se hace más evidente a altas
densidades del hospedante. Los patógenos generalmente actúan de una
manera densodependiente, destruyendo más hospedantes en la medida
en que la población se incrementa (Tanada y Kaya, 1993). Feng et al. (1991)
han encontrado infecciones causadas por varios géneros de
Entomophthorales correlacionadas positivamente con la densidad del
hospedante.
El factor ambiental más importante en el curso de una epizootia en
las poblaciones de áfidos es la humedad (Tanada y Kaya, 1993). Las
frecuentes y moderadas lluvias caídas (80 mm en cinco ocasiones en un
período de 16 días en la siembra de 1995-1996 y 102 mm en 19971998) hicieron posible que la humedad relativa se mantuviera a valores
cercanos al 90% durante varios días. Para que una enfermedad alcance
niveles epizoóticos en una población de áfidos se requiere que la humedad relativa exceda el 90% durante 10 horas al día por tres días consecutivos (Missonniers et al., 1970). De acuerdo con esto las condiciones
climáticas satisficieron los requerimientos para el desarrollo de la micosis que se presentó.
La acción combinada de D. rapae, P. neoaphidis y Entomophthora sp., fue
la causa de la disminución en la población de B. brassicae sin que llegará
a producirse una afectación notable del rendimiento (tabla 4.3). En conclusión, el estímulo bajo condiciones ambientales favorables de los mecanismos naturales de control puso de manifiesto los beneficios ecológicos
que puede ofrecer la estrategia de control biológico por conservación que
se favorece con el actual sistema de manejo de plagas que se implementa
en el país.
153
Manejo ecológico de plagas
Tabla 4.3 Rendimiento de col en las dos siembras
Años
1995-1996
1997-1998
Rendimiento
22 t/ha
22.5 t/ha
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160
Depredadores y parasitoides de artrópodos
Capítulo V
DEPREDADORES Y PARASITOIDES DE
ARTRÓPODOS
INTRODUCCIÓN
En la mayoría de los grupos de insectos se encuentran especies
entomófagas. Pero el hábito entomófago varía ampliamente en la clase
Insecta. Algunas especies dependen totalmente del consumo de otros
insectos para su supervivencia. Entre las especies que se alimentan de
otros artrópodos y moluscos están precisamente las que tienen posibilidades de uso en el control biológico. Los entomófagos han sido considerados durante mucho tiempo, el grupo más importante dentro del conjunto de organismos que ejercen su acción como enemigos naturales.
Comenzaron a utilizarse en el control biológico aplicado mucho antes
que otros organismos. Estos se ubican en dos categorías: depredadores y
parasitoides. En este capítulo se discuten las características biológicas
que los hacen importantes en el control biológico, se pone énfasis en
determinadas prácticas que permiten aprovechar y facilitar su acción y se
presentan experiencias cubanas en el uso y manejo de entomófagos.
DEPREDADORES EN EL CONTROL BIOLÓGICO
Cuando se establecen comparaciones entre el grado de éxito del control
de plagas mediante el uso de depredadores y parasitoides, generalmente
el resultado indica que los segundos resultan mucho más efectivos, pues
el número de casos exitosos es mayor, pero los depredadores juegan un
papel muy significativo en el control de plagas. En algunos de los casos
más característicos de éxito en el control biológico han estado involucradas
especies depredadoras, entre éstos se encuentran el control de Icerya
161
Manejo ecológico de plagas
purchasi Maskell por Rodolia cardinalis Mulsant y del saltahojas australiano
de la caña de azúcar, Perkinsiella saccharicida Kirkaldy, G.W. con Tytthus
mundulus Bredd. (Van Driesche y Bellows, 1996).
Los artrópodos depredadores están ampliamente representados en las
clases Insecta y Aracnida. En la mayoría de los órdenes de insectos se
encuentran familias con hábito depredador. Se han identificado 224 familias (ubicadas en 15 órdenes) con hábito entomófago, de éstas, en 167
familias (14 órdenes) se encuentran depredadores (Clausen, 1940). Los
depredadores de alguna importancia se encuentran ubicados en nueve
órdenes: Orthoptera, Dermaptera, Thysanoptera, Hemiptera, Neuroptera,
Coleoptera, Lepidoptera, Hymenoptera y Diptera (tabla 5.1) y los de mayor
importancia pertenecen a los órdenes Hemiptera, Coleoptera, Diptera e
Hymenoptera (Van Driesche y Bellows, 1996).
Los insectos depredadores se caracterizan por el hecho de que tanto
los adultos como los inmaduros buscan su presa, la consumen de una
vez, la muerte es inmediata y no existe una relación clara entre el número
de presas atacadas y el número de depredadores en la próxima generación. Los depredadores juveniles aprovechan las presas para obtener los
nutrientes que necesitan para su crecimiento y desarrollo y los adultos
para mantenerse y para la reproducción (Doutt y De Bach, 1968).
Hábitos alimentarios
Los depredadores se alimentan de dos formas, la masticación de la presa
como ocurre en los coccinélidos y carábidos que poseen aparato bucal
masticador y la succión de los líquidos contenidos en el interior de sus
presas. Las chinches, las larvas de crisópidos y las larvas de moscas sírfidas
tienen un aparato bucal que sufrió modificaciones que les permiten succionar los jugos vitales de sus presas, lo más frecuente es que inyecten
toxinas que las inmovilizan y enzimas digestivas que facilitan la alimentación (Clausen, 1940).
A diferencia de los parasitoides necesitan consumir diariamente muchas presas para cubrir sus requerimientos nutricionales, y así poder completar su desarrollo y realizar todas sus actividades. En general se alimentan de todos los estadios biológicos de sus presas, -huevos, larvas o ninfas, pupas y adultos-, este hábito favorece el control de plagas, ya que
permite la regulación de la misma utilizando una cantidad menor de una
sola especie depredadora. La densidad poblacional de la presa y del
hospedante son los dos componentes básicos de la depredación.
162
Depredadores y parasitoides de artrópodos
Tabla 5. 1 Ejemplos de insectos de hábito depredador y presas de las que se
alimentan (elaborado por la autora a partir de diversas fuentes)
Orden
Familia
Depredadores
Presas
Hemiptera
Anthocoridae
Pentatomidae
Orius insidiosus
Podisus maculiventris
Lygaeidae
Nabidae
Geocoris punctipes
Nabis ferus
Reduvidae
Zelus longipes
Miridae
Nesidiocoris tenuis
Coccinellidae
Cicendellidae
Carabidae
Staphylinidae
Histeridae
Cantharidae
Cleridae
Cybocephalidae
Cecidomiidae
Cycloneda sanguinea
Cicindela sp.
Calosoma alternans
Oligota oviformis
Carcinops pumilio
Cantharis sp.
Thanasimus dubius
Cybocephalus sp.
Aphidoletes aphidimyza
Syrphidae
Chamaemyiidae
Syrphus sp., Allograpta sp.
Neuroptera
Formicidae
Vespidae
Mantidae
Forficulidae
Aleolothripidae
Phlaeothripidae
Chrysopidae
Pheidole megacephala
Polistes sp.
Mantis religiosa
Doru taeniatum Dohrn
Aleolothrips fasciatus
Leptothrips mali
Chrysopa exterior
Lepidoptera
Hemerobiidae
Coniopterygidae
Lycaenidae
Hemerobius sp.
Fontenellea sp.
Feniseca tarquinius
Trips, huevos de insectos
Spodoptera spp., y lepidópteros
en general
Ácaros, trips, huevos de insectos
Huevos de insectos, insectos
pequeños y de cuerpo blando
como homópteros
Áfidos, saltahojas y larvas de
insectos
Moscas blancas, trips y otros
insectos
Varios insectos y ácaros
Varios insectos
Larvas de insectos
Ácaros
Musca domestica
Áfidos, huevos de locustidos
Descortezadores (Ips sp.)
Moscas blancas y escamas
Áfidos, moscas blancas, trips,
escamas y ácaros
Áfidos
Áfidos, escamas, y chinches
harinosas
Diversos insectos
Lepidópteros
Varios insectos
Spodoptera frugiperda
Trips, áfidos y ácaros
Moscas blancas
Áfidos, moscas blancas, ácaros,
huevos de insectos
Diversos insectos
Escamas
Áfidos
Coleoptera
Diptera
Hymenoptera
Orthoptera
Dermaptera
Thysanoptera
163
Manejo ecológico de plagas
Existe la tendencia a enfatizar sobre la polifagia en los depredadores y
contraponerla como una desventaja en relación con la especificidad de lo
parasitoides. Pero los hábitos alimenticios de los depredadores van desde
la monofagia hasta la polifagia, pasando por la oligofagia y
estenofagia(Doutt, 1964).
Los monófagos consumen una sola especie de insecto y por tanto dependen de ésta, tal es el caso de R. cardinalis que se alimenta de I. purchasi. La
estenofagia es la preferencia limitada por un número restringido de presas,
ejemplos de depredadores estenófagos se pueden encontrar en especies de
las familias Coccinelidae y Syrphidae que se alimentan de áfidos. La oligofagia
se refiere a la preferencia limitada por un número moderado de especies
presa, como ocurre en la familia Chrysopidae; los miembros de esta familia
se alimentan de adultos y ninfas de áfidos y moscas blancas, ácaros, huevos
de varios insectos y larvas de lepidópteros. Los depredadores polífagos se
alimentan de muchas presas diferentes, en las familias Formicidae y Mantidae
se encuentra un gran número de especies polífagas(Doutt, 1964).
Los depredadores están obligados a desarrollar diferentes estrategias
para asegurar la captura de las presas. Unos se caracterizan por salir en su
busca como los crisópidos, una larva recién nacida de Chrysopa plorabunda
(Fitch) (=californica Coq.) puede viajar 225 metros desde el momento en
que nace hasta que muere por falta de alimento o agua (Fleschner, 1950).
Otras especies desarrollan estrategias para sorprender a sus presas, puede ser mediante camuflaje o mimetismo, -Mantis religiosa (Linnaeus) permanece inmóvil en el lugar que ha seleccionado para cazar, tratando de
confundirse con lo que le rodea hasta que se acerca la presa-; y las hay con
capacidad para construir trampas como la hormiga leona, Pheidole
megacephala Fabricius.
RECOMENDACIONES PARA EL AUMENTO Y
CONSERVACIÓN DE LAS POBLACIONES DE
DEPREDADORES
El conocimiento de la biología y comportamiento de los depredadores
permite implementar determinadas prácticas que contribuirán al aumento y conservación de sus poblaciones y por tanto a mejorar su actividad.
Se han notificado numerosas experiencias en las que se ha demostrado
que es posible sustituir plaguicidas por procesos de gestión en la finca.
Las prácticas a las que se hace referencia pueden ser incorporadas durante esa gestión, pero hasta ahora su uso ha sido bastante limitado.
164
Depredadores y parasitoides de artrópodos
Se conoce que las avispas depredadoras del género Polistes necesitan
lugares sombreados para anidar. La depredación por Polistes aumenta
cuando se colocan cubiertas en los campos, a modo de pequeños refugios que las avispas utilizan para construir sus nidos, con lo cual se
garantiza que el número de éstos en las cercanías de los campos cultivados aumente. Las cubiertas pueden construirse de forma tal que una vez
ocupadas por Polistes puedan ser trasladadas hacia los campos que más
lo necesiten.
La regulación de las chinches harinosas que se alimentan de los cítricos puede lograrse mediante la colocación de bandas de sacos de yute, de
12 cm, alrededor de los árboles, las bandas ofrecen un ambiente protegido por el que las chinches sienten una gran atracción, debajo de éstas se
concentran y ovipositan. Pero ese ambiente no sólo es atractivo para las
chinches harinosas, uno de sus principales enemigos, el coccinélido
Cryptolaemus montrouzieri Muls. también es atraído por lo que se incrementa
la intensidad de la depredación.
La agricultura industrial hizo que al aumentar el tamaño de las fincas
se perdiera la costumbre tradicional de rodear éstas con cercos vivos,
que fueron sustituidos por cercados de alambre y postes de concreto. El
incremento de las plagas en los cultivos, en algunos lugares de Francia
en los años 50 del siglo XX, fue atribuido a la sustitución de las cercas
vivas por cercas de alambre (van den Bosch y Telford, 1964). Los
depredadores himenópteros utilizan los setos vivos y otros lugares para
anidar, al no disponer de esos refugios sus poblaciones disminuyen y
esa puede ser una de las causas del incremento en las poblaciones de las
plagas, por lo que una recomendación válida es que se proporcionen
nidos a estos depredadores mediante el uso de plantas con troncos adecuados, canales con taludes verticales y montones de arena alrededor de
las pequeñas zanjas que se utilizan para el regadío. Claro está que lo
más idóneo es considerar el regreso de los cercos vivos y la reforestación
de las fincas.
Las tijeretas (orden Dermaptera) pueden trasladarse desde donde se
encuentren en poblaciones altas hacia otros sitios con poblaciones bajas,
para esto es necesario preparar trampas; unas macetas invertidas llenas
de paja o virutas de madera, colgando de árboles y arbustos cumplen esa
función, una vez colonizadas por las tijeretas, se trasladan de unos campos a otros.
Para favorecer la conservación y aumento de los depredadores del orden Hemiptera (tabla 5.1) se recomienda establecer áreas de refugio, como
165
Manejo ecológico de plagas
bordes sin cultivar en los que se pueden mantener plantas silvestres. Esta
medida también es efectiva para la conservación de coccinélidos: Los bordes de zanjas o canales de riego con vegetación silvestre, de preferencia
leguminosas de hoja ancha, hospedantes de áfidos que sirvan de alimento
a larvas y adultos en las épocas sin cultivos, contribuyen de una manera
notable al aumento de las poblaciones de coccinélidos.
Un modo de favorecer el aumento de las poblaciones de neurópteros
es construir cajas de madera, de una forma tal que se garantice una
buena circulación del aire, llenarlas de paja y colocarlas en sitios elevados, las cajas así preparadas constituyen un refugio muy apropiado, una
vez colonizadas pueden ser llevadas a nuevos campos de cultivo o huertos para su liberación. Aunque en el orden Neuroptera tantos las larvas
como los adultos se alimentan de las presas que capturan, estos últimos
necesitan polen y néctar para reproducirse, por lo que es conveniente
mantener plantas con flores cerca de los campos de cultivo, para que
estén disponibles esos recursos sin los cuales no se puede garantizar la
descendencia.
Un componente fundamental de la gestión para el manejo de plagas en
la agricultura urbana y periurbana es el mantenimiento de plantas con
flores en los huertos y patios. Las moscas sírfidas también son dependientes de las plantas con flores, sobre todo de la familia Umbelliferae
(eneldo, hinojo, zanahoria); la caléndula y la mostaza también atraen a
los adultos. Un borde con malezas en flor puede garantizar un gran número de sírfidos en los campos.
Los depredadores de la familia Carabidae tienen el suelo como hábitat,
los sitios preferidos por esos insectos son las áreas húmedas, con abundante hojarasca y piedras, donde se mantienen escondidos durante el día,
hasta que llega la noche, momento en que salen a cazar. Los bordes sin
cultivar en los alrededores de los campos de cultivo pueden reunir esas
características, por lo que se recomienda tener esto presente en el momento de planificar las siembras para una época dada. Las prácticas de
labranza conservacionista favorecen notablemente el aumento de sus poblaciones.
PARASITOIDES EN EL CONTROL BIOLÓGICO
Numerosos especialistas afirman que los parasitoides son los agentes de
control biológico más importantes. Lo cierto es que los parasitoides han
sido el tipo más común de enemigo natural introducido para el control
166
Depredadores y parasitoides de artrópodos
biológico de insectos y que han estado involucrados en muchos de los
casos de introducciones exitosas (Carver, 1988).
Existen cuatro atributos que permiten establecer marcadas diferencias
entre depredadores, parasitoides y parásitos: la búsqueda del hospedante
o presa, el número de individuos atacados, la acción sobre éstos y la muerte.
Un parasitoide es un artrópodo cuya etapa inmadura vive parasíticamente; los adultos son de vida libre. Sólo los adultos buscan al
hospedante y ovipositan dentro, fuera o cerca de éste. El número de individuos parasitados es el que define la progenie, es decir, de cada individuo
parasitado emerge una cantidad fija del parasitoide en la generación siguiente. La muerte del hospedante se produce cuando ha madurado el
estado juvenil del parasitoide. Los parasitoides matan a sus hospedantes
(a diferencia de los verdaderos parásitos tales como las pulgas y los piojos), y son capaces de completar su desarrollo sobre un solo individuo (a
diferencia de los depredadores que generalmente necesitan consumir
muchas presas para completar su desarrollo) (Doutt, 1964; Waage y
Greathead, 1986; Van Driesche y Below, 1996).
En el caso de los parásitos, los juveniles son los que buscan la presa;
en dependencia de la especie el ciclo de vida puede transcurrir completo
sobre un individuo, sólo una parte y el resto en vida libre o sobre otro
hospedante; afectan el cuerpo en general o un órgano especifico y permiten que el hospedante continúe viviendo aunque con menor actividad,
pues tienden más a debilitar que a matar.
CLASIFICACIÓN DE LOS PARASITOIDES SEGÚN SUS
CARACTERÍSTICAS Y COMPORTAMIENTO
La oviposición y el desarrollo de los parasitoides pueden iniciarse desde la
etapa de huevo del hospedante y terminar en ésta o cualquier etapa posterior. De acuerdo al estado del hospedante que parasiten se clasifican en
parasitoides de huevos (Mymaridae, Trichogrammatidae), de huevo-larva
(Braconidae), de larva (Braconidae, Tachinidae), de larva-pupa (Braconidae,
Ichneumonidae, Eulophidae, Tachinidae), de pupa (Eulophidae,
Ichneumonidae) y de adultos (Braconidae, Eulophidae) (Doutt, 1964).
El comportamiento de los parasitoides es diverso y complejo, por lo
que se precisa de un conocimiento detallado de sus características y de su
conducta para su uso y conservación. La terminología que se utiliza frecuentemente para describir a los parasitoides y su comportamiento permite separarlos en tipos. Se clasifican en primarios y secundarios. Un
167
Manejo ecológico de plagas
parasitoide primario es aquel que parásita hospedantes que no son
parasitoides; los hospedantes son fundamentalmente fitófagos, también
pueden ser saprófagos, coprófagos, polinizadores, depredadores, etc; pero
en ningún caso parasitoides (van den Bosch y Messenger, 1973). El término secundario se refiere a los que atacan a otras especies de parasitoides;
también se denominan hiperparasitoides y al proceso hiperparasitismo (Doutt
y De Bach, 1968). Los parasitoides terciarios y cuaternarios se incluyen
dentro de esa categoría. Se puede dar el caso de que los parasitoides
parasiten a individuos de su misma especie, como ocurre en los géneros
Encarsia y Coccophagus (familia Aphelinidae) en que los machos parasitan
a las hembras, a ese comportamiento se le llama adelfoparasitismo o
autoparisitismo (Williams y Polaszek, 1996).
La denominación de parasitoide solitario se refiere a aquellos casos en
que se desarrolla un solo individuo en un hospedante; es lo opuesto de
gregario, parasitoide de una sola especie, que se desarrolla y sobrevive en
número de dos o más a expensas de un hospedante (Wharton, 1993). Otra
de las clasificaciones del parasitismo se relaciona con el número de especies de parasitoides que ataquen un solo hospedante. Se llama parasitismo
simple al desarrollo de una sola especie a expensas de un hospedante, ya sea
el parasitoide gregario o solitario. Si el número de parasitoides de una misma especie es excesivo y no todos llegan al estado adulto o los adultos que
emergen son de menor tamaño o menos activos de lo normal entonces se
llama superparasitismo. Cuando dos o más especies de parasitoides primarios atacan al mismo hospedante se denomina múltiple; por lo general sobreviven individuos de una sola especie (Doutt y DeBach, 1968).
Según el lugar donde se desarrollen se clasifican en endoparasitoides y
ectoparasitoides. Los endoparasitoides se desarrollan dentro del hospedante.
A los que se desarrollan fuera de éste se les llama ectoparasitoides; las larvas se alimentan a través de pequeñísimas heridas que hacen en la cutícula del hospedante.
Los parasitoides también pueden ser clasificados de acuerdo con el
efecto que ejerzan sobre la fisiología del hospedante. Lo más frecuente es
que las hembras de las especies ectoparásitas paralicen temporal o permanentemente a éstos; por tanto la progenie se alimenta de individuos
cuyo crecimiento se interrumpe, ese tipo de parasitoide es conocido como
idiobionte, igual ocurre con los endoparasitoides de huevos y pupas que se
desarrollan dentro de un hospedante muerto o paralizado. Cuando el
parasitoide se desarrolla dentro de un hospedante vivo se denomina
koniobionte (Van Driesche y Bellows, 1996).
168
Depredadores y parasitoides de artrópodos
PRINCIPALES ÓRDENES Y FAMILIAS
La mayoría de los parasitoides utilizados en control biológico pertenecen
al orden Hymenoptera y en menor grado a Diptera.
Orden Hymenoptera
En el orden Hymenoptera está incluido un número grande de familias y
especies con hábitos parasíticos; tienen un efecto marcado en la regulación
natural de muchas plagas. El conocimiento de éstas es muy importante,
pues su eliminación puede conducir a la aparición de brotes de plagas.
En la superfamilia Chalcidoidea se ubican 14 familias, entre las más
importantes están Aphenilidae y Encyrtidae. Los afenílidos son avispitas
de tamaño muy pequeño. La mayoría de las especies pertenecientes a esa
familia son parasitoides primarios de áfidos, moscas blancas y escamas;
una pequeña parte parasita huevos de lepidópteros, ortópteros y pupas
de moscas y una minoría se comporta como hiperparasitoides. Entre los
géneros más importantes están Aphelinus, Aphytis, Coccophagus, Encarsia y
Eretmocerus (tabla 5.2). Varias especies de Aphytis ejercen un control muy
efectivo sobre guaguas armadas (Diaspididae) en muchas partes del mundo
(Bedford y Cilliers, 1994). La especie mejor conocida de Aphelinus es A.
mali, la cual es utilizada en el control de Eriosoma lanigerum (Hausmann)
(pulgón lanígero del manzano). A. mali tiene especificidad por Eriosoma y
desde 1920 se ha exportado desde Estados Unidos de Norteamérica a 51
países. Este se considera el primer caso exitoso de control biológico de
áfidos en el mundo (Carver, 1988).
La mayoría de las especies pertenecientes a la familia Encyrtidae son
parasitoides de escamas, chinches harinosas; huevos y larvas de
coleópteros, dípteros y lepidópteros; larvas de himenópteros, huevos de
ortópteros y arañas. En los géneros Comperiella, Epidinocarsis, Copidosoma y
Metaphycus se encuentran especies importantes.
Orden Diptera
En el orden Diptera están incluidas 12 familias a las cuales pertenecen
especies que son parasitoides de artrópodos y de moluscos. La familia
Tachinidae es una de las más grandes. La mayoría de las especies son
parasitoides de insectos y tienen importancia como enemigos naturales y
algunas se usan con éxito en programas de control biológico clásico.
169
Manejo ecológico de plagas
Tabla 5.2. Ejemplos de parasitoides himenópteros y hospedantes de los que se
alimentan (elaborado por la autora a partir de diversas fuentes)
Superfamilia/Familia Parasitoides
Hospedantes
Chalcidoidea
Aphenilidae
Aphytis sp.
Aphelinus mali
Encarsia formosa
Guaguas armadas
Eriosoma lanigerum
Aleurocanthus woglumi
Encyrtidae
Ageniaspis citricola
Epidinocarsis lopezi
Metaphycus lounsburyi
Comperiella bifasciata
Phyllocnistis citrella
Phenacoccus manihoti
Saissetia oleae
Guaguas armadas
Pteromalidae
Spalangia cameroni
Pupas de dípteros
Trichogrammatidae
Trichogramma sp.
Uscana senex
Cirrospilum sp.
Tetrastichus spp.
Huevos de lepidópteros
Bruchus pisorum
P. citrella
Huevos, larvas y pupas de
coleópteros y lepidópteros y
dípteros
Cotesia plutellae
Chelonus insularis
Meteorus laphygmae
Aphidius ervi
Plutella xylostella
Spodoptera frugiperda
S. frugiperda
Áfidos
Diadegma semiclausum
P. xylostella
Cephalonomia stephanoderis
Prorops nasuta
Hypothenemus hampei
H. hampei
Telenomus remus
S. frugiperda
Eulophidae
Ichneumonoidea
Braconidae
Ichneumonidae
Chrysidoidea
Bethylidae
Proctotrupoidea
Scelionidae
170
Depredadores y parasitoides de artrópodos
Las larvas de la mayor parte de los taquínidos conocidos son
endoparasitoides solitarios. Los adultos se alimentan del néctar de las flores y de otras fuentes de azúcar como la miel de abejas. Las hembras grávidas son atraídas por sustancias volátiles que emanan de los tejidos de las
plantas dañadas y por estímulos olfatorios y visuales de sus hospedantes.
Las estrategias de oviposición son variadas y de acuerdo con éstas los
taquínidos se han dividido en varios grupos (O’Hara, 1985). Algunas especies depositan huevos relativamente grandes directamente sobre el
hospedante, pegándolos en el integumento. Otras especies ponen una cantidad grande de pequeños huevos sobre el follaje y otros sustratos, estos
eclosionan después de ser ingeridos por el hospedante o eclosionan y es el
primer estadio el que penetra. En muchos casos los huevos eclosionan tan
pronto como son depositados. Hay especies que retienen sus huevos y depositan el primer estadio larval dentro o sobre el hospedante. Otras especies colocan sus huevos o larvas sobre el follaje o el suelo cerca del
hospedante, tal es el caso de la mosca cubana Lixophaga diatraeae Townsend
Como ya se vio en el capítulo 4 los primeros intentos de utilizar
taquínidos como agentes de control biológico datan de 1914. En ese año
se comenzaron a importar para el control del bórer de la caña de azúcar
en el Caribe. Entre los casos de mayor éxito se encuentran la mosca cubana (L. diatraeae) y la mosca amazónica (Metagonistylum minense Townsend)
M. minense fue descubierta por el inglés J. G. Myers en 1932, en el bajo
Amazonas; y se introdujo a varios países del Caribe para el control de
Diatraea saccharalis F. (Fernández, 2002). Ejemplos de otras introducciones exitosas se pueden encontrar en Van Driesche y Below (1996).
La importancia de los depredadores y parasitoides como agentes de
control biológico en diferentes partes del mundo ha conllevado al desarrollo de múltiples técnicas para su producción masiva. Actualmente se
dispone de metodologías para la cría masiva de muchas especies de
entomófagos, lo que ha permitido que un número grande de especies se
pueda reproducir en escala comercial. En la tabla 5.3 aparece un número
de especies que se reproducen y comercializan en América del Norte.
USO DE ENTOMÓFAGOS EN CUBA
Depredadores
Como ya se vio el uso y manejo de depredadores en Cuba data de principios del siglo pasado. En la tabla 5.4 se relacionan los depredadores utili171
Manejo ecológico de plagas
Tabla 5.3 Depredadores y parasitoides producidos y comercializados en
Norteamérica (Hunter, 1994)
Depredadores
Insectos a controlar
Parasitoides
Insectos a controlar
Adalia bipunctata
Áfidos
Anaphes iole
Huevos de chinches
Aphidoletes aphidimyza
Áfidos
Aphelinus abdominalis
Áfidos
Chilocorus nigritus
Escamas
Aphidius colemani
Áfidos
Chrysoperla carnea
Áfidos y moscas blancas
Aphidius matricariae
Áfidos
Chrysoperla rufilabris
Áfidos y moscas blancas
Aphytis melinus
Escama roja
Chrysoperla spp.
Áfidos y moscas blancas
Bracon hebetor
Larvas de polillas
Cryptolaemus montrouzieri
Chinche harinosa
Cotesia flavipes
Bórer de la caña de
azúcar
Delphastus spp.
Moscas blancas
Cotesia marginiventris
Larvas de polillas
Deraeocoris brevis piceatus Áfidos y moscas blancas
Diaretiella rapae
Áfidos
Hippodamia convergens
Encarsia formosa
Mosca blanca de los
Depredador generalista
invernaderos
Macrolophus caliginosus
Áfidos y moscas blancas
Encarsia spp.
Mosca blanca
Orius insidiosus
Depredador generalista
Eretmocerus spp.
Mosca blanca
Orius tristicolor
Depredador generalista
Lysiphlebus testaceipes
Áfidos
Orius spp.
Depredador generalista
Metaphycus helvolus
Escama negra
Spalangia cameroni
Moscas
Sphegigaster spp.
Moscas
Trichogramma brassicae,
Huevos de polillas
Podisus maculiventris
Depredador generalista
Trichogramma evanescens Huevos de polillas
Trichogramma minutum
Huevos de polillas y
mariposas en frutales
Trichogramma platneri
Huevos de polillas y
mariposas en frutales
Trichogramma pretiosum
Huevos de polillas y
mariposas en hortalizas
172
Depredadores y parasitoides de artrópodos
Tabla 5.4. Depredadores utilizados en Cuba y plagas que regulan
Cultivos Plagas
Depredadores
Boniato
Pheidole megacephala
Cylas formicarius
Inoculativo Inundativo
X
Banano Cosmopolites sordidus
Tetramorium bicarinatum
X
Banano Tetranychus tumidus
Phytoseiulus macropilis
X
Varios
Chrysopa spp.
X
Nodita spp.
X
Moscas blancas, áfidos,
trips y ácaros
Varios
Moscas blancas, áfidos,
trips y ácaros
Varios
Ácaros y áfidos
Cycloneda limbifer
X
Varios
Ácaros y áfidos
Coleomegilla cubensis
X
Varios
Ácaros y áfidos
Hippodamia convergens
X
Varios
Ácaros y áfidos
Chilocorus cacti
X
Varios
Ácaros y áfidos
Stethorus sp.
X
Varios
Polífago
Cryptolaemus montrouzieri
X
Yuca
Schizotetranychus caribbeaneae P. macropilis
X
Varios
Ácaros
X
Amblyseius spp.
zados en los programas de control biológico. Para algunos de éstos se han
desarrollado en el país metodologías de reproducción masiva, que permiten obtener producciones con destino a liberaciones inoculativas en determinadas plantaciones. Para otros se han establecido prácticas de conservación que garantizan el aumento de sus poblaciones en los campos de
cultivo.
Una práctica que se está adoptando en los últimos años y que contribuye de manera notable al aumento y conservación de los enemigos naturales es el uso de las barreras de maíz y sorgo. En el cultivo de la papa,
dada la cantidad de plaguicidas que aún continua recibiendo esto se hace
mucho más importante, pues cualquier medida que contribuya a disminuir el consumo de plaguicidas reportará notables beneficios ecológicos,
económicos y sociales(Cuba, 2001).
La siembra de hileras de maíz intercaladas entre las hileras de papa
favorece el aumento de las poblaciones de crisópidos y de coccinélidos;
en una siembra mixta de papa y maíz en la CPA “Gilberto León”, las
crisopas colocaron como máximo 12 huevos por planta de maíz (Pérez y
Gómez, 1999). En el capítulo 3 se discutió el papel facilitador del maíz en
173
Manejo ecológico de plagas
el manejo de plagas. Las barreras de maíz establecidas en campos de
tabaco y tomate contribuyeron al aumento de las poblaciones de los
depredadores Zelus longipes L., Cycloneda sanguinea L. y Orius insidiosus Say
(Rodríguez et al., 2001).
Pheidole megacephala F. y Tetramorium bicarinatum (=guinense)
(Nylander). La observación de la práctica tradicional de los campesinos
cubanos de trasladar nidos de hormigas a los campos de boniato para el
control de su plaga principal C. formicarius (tetuán) despertó el interés en
el estudio de estos depredadores. La mayor parte de las investigaciones
básicas se realizaron en la década de los 80 del siglo pasado, éstas se
dirigieron al estudio de la biología, hábitos, capacidad depredadora, manejo de los reservorios y de su efectividad técnico-económica en condiciones de campo (Castiñeiras, 1986). La hormiga se utiliza en campos
con regadío o en el período lluvioso, por requerir ese insecto una humedad adecuada para su establecimiento y diseminación por toda la superficie de cultivo. El traslado de los nidos se realiza a partir de los 20-30 días
de la plantación, momento en el que existe un adecuado desarrollo foliar
del boniato que protege a las hormigas del sol y del calor intenso.
Para P. megacephala y T. bicarinatum se han establecido prácticas de conservación que permiten el aumento de sus poblaciones en los campos de
cultivo. El sistema de manejo se basa en el establecimiento de reservorios
naturales en lugares donde exista un hábitat propicio para que las poblaciones puedan aumentar y mantenerse. Las colonias de P. megacephala son
transportadas desde los reservorios hasta los campos de boniato utilizando trampas.
Las trampas pueden prepararse con tallos u hojas de plátano, bolsas de
cáñamo o residuos de coco seco. Después de preparadas se asperjan con
una solución azucarada o de miel, y se mantienen húmedas para atraer a
las hormigas. Una vez que éstas se trasladan a las trampas se llevan al
campo y cuando se secan, las hormigas las abandonan y colonizan las
plantaciones de boniato (Castiñeiras et al., 1982). Este mismo procedimiento se utiliza para el control de Cosmopolites sordidus Germar (picudo
negro del plátano) con P. megacephala y T. bicarinatum.
Las dos especies son poligínicas y realizan una actividad continua durante todo el año, ésta alcanza el clímax en las noches más calientes del
verano. Esas características posibilitan que ejerzan una regulación natural de C. sordidus de hasta 80 % cuando se establecen nidos de T. guinense
en el 50 % de las plantas de un campo de banano. En el caso del tetuán, se
puede alcanzar una reducción de los daños entre 80 % y 90%, si se colo174
Depredadores y parasitoides de artrópodos
can nueve colonias de P. megacephala por hectárea (Castiñeiras, 1986;
Castiñeiras et al., 1982).
La metodología para el manejo de los reservorios y el traslado al campo se ha extendido a todas las localidades agrícolas del país. Pero esto no
es suficiente, el conocimiento de los depredadores por parte de los agricultores es esencial. No basta con dar por extendida una metodología o
tecnología, hay que garantizar que el agricultor haga suya esa metodología o tecnología, ese conocimiento. El caso de estas hormigas es un buen
ejemplo para discutir y reflexionar, pues se trata nada menos que de una
de las prácticas tradicionales campesinas para el manejo de plagas.
En la figura 5.1 se observa que la superficie bajo manejo con P.
megacephala comenzó a disminuir desde 1990 hasta 1997 en que se produjo un ligero incremento; en 1990 se trasladaron nidos de hormigas a
15 300 ha y en 1996 se alcanzó el nivel más bajo, 4 960.27 ha. Los datos
obtenidos en una encuesta realizada en 1998 a 50 productores en la
principales provincias productoras de boniato y en informes del Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT) y del Ministerio
de la Agricultura arrojaron que el nivel de adopción de P. megacephala
para el control del tetuán era bajo. Sólo en el 32 % de los campos se
Figura 5.1. Superficie bajo manejo con P. megacephala(Cuba, 2002)
175
Manejo ecológico de plagas
consideraba esta práctica como componente del manejo integrado del
tetuán (Castellón et al., 2000).
¿Qué lección puede aprenderse de ese caso? A principios de la década del 90 del siglo pasado se aplicaban 864 000 litros de dimetoato en
las 60 000 ha de boniato que como promedio se plantaban cada año y el
daño por tetuán era del 16 % (Castellón et al., 2000); esa cantidad representa 5.76 kg de ingrediente activo/hectárea. En 1993 el INIVIT realizó
evaluaciones en aproximadamente 10 % a 15 % de las áreas productoras
de boniato y concluyó que había daños promedios entre 40 % y 50 %, lo
que creó una crisis entre los productores y comenzó un decrecimiento de
la superficie dedicada al cultivo en las provincias más afectadas (Castellón
et al., 2000).
Para el control de esta plaga existe un conjunto de medidas útiles que
se integran en un programa de MIP. Como ya se dijo es posible sustituir
plaguicidas por procesos de gestión en la finca y el manejo de P. megacephala
es una de esas prácticas de gestión que está disponible desde mediados
de los años 80 del siglo pasado y que además puede ser sostenible en el
tiempo ya que no depende de recursos externos.
Crisópidos. La producción masiva de crisópidos se limita a unos pocos
CREEs. La estrategia principal para ese grupo de depredadores es la conservación. En un estudio realizado durante tres años en organopónicos
de Ciudad de La Habana se detectó la existencia en éstos de nichos de
enemigos naturales; una de las medidas de conservación adoptadas fue el
traslado de los artrópodos benéficos de un cultivo a otro, lo que permitió
la reducción de fitófagos. Con dos a tres liberaciones de Nodita firmini
Navás, a dosis de 2.5 y 3.3 larvas/m2 en pepino, y 1.3 larvas/m2 en rosas
se logró disminuir la población de áfidos en pepino de grado 5 a 1 y en
rosas de grado 4 a 1 (Rijo et al., 2001).
Las especies de crisopas más abundantes en Cuba son Chrysopa exterior Navás, Chrysopa cubana Hagen, Chrysopa habana Navás, Nodita dimidia
Navás y Nodita firmini Navás (Rijo, 2003); con algunas de esas especies
se realizaron investigaciones que incluyeron la biología, determinación
de la capacidad depredadora, dinámica poblacional en diferentes cultivos,
dietas para adultos y larvas y compatibilidad con medios biológicos (Rijo
et al., 1997). También se ha determinado la susceptibilidad de sus poblaciones a los plaguicidas (Rijo, 1984; Pérez et al., 1987; Pérez, 1989).
Acaros fitoseidos. En Cuba el interés por los ácaros fitoseidos como
posibles agentes de control comenzó en los años 80 del siglo pasado, al
detectarse en numerosos estudios de dinámica poblacional que poseían
176
Depredadores y parasitoides de artrópodos
buena sincronización de sus movimientos poblacionales con las de sus
posibles presas, además de una alta frecuencia de aparición y gran abundancia relativa en comparación con otros depredadores. Los fitoseidos
tienen como atributos efectivos una alta movilidad y pequeño tamaño
lo cual les permite llegar a cualquier sitio de la planta y ejercer un control eficiente. En los años 90 se estudió la biología de las especies
promisorias y su efectividad como agentes de control biológico. Las investigaciones desarrolladas demostraron que Phytoseiulus macropilis
(Banks) es un depredador eficiente de la araña roja (Tetranychus tumidus
Banks) en viveros de plátano, lo cual permitió contar con una alternativa biológica para sustituir las aplicaciones de acaricidas sintéticos (Ramos y Rodríguez, 1995; Ramos, 2000).
También se evaluó su efectividad para el control de Panonychus citri
(McGregor]) (ácaro rojo de los cítricos), en viveros de cítricos, con resultados igualmente satisfactorios. P. citri es una plaga dañina en este
agroecosistema y ha mostrado resistencia a los productos químicos de
uso frecuente en viveros. Recientemente ante la necesidad de encontrar
nuevas alternativas de control para el ácaro blanco Polyphagotarsonemus
latus (Banks), especie cosmopolita, que causa daños significativos a diversos cultivos de interés agrícola, se evaluó la potencialidad de Amblyseius
largoensis (Muma), como agente de control biológico y los resultados alcanzados demostraron que A. largoensis es una opción viable para el manejo de esa plaga (Rodríguez, 2001). Están considerados también como
una posible alternativa para el manejo de Steneotarsonemus spinki Smiley,
ácaro del vaneado del arroz, de reciente aparición en el país, el cual ha
provocado serias afectaciones en los rendimientos (Cuba, 2000).
Para las dos especies se desarrollaron métodos de reproducción masiva eficientes que permiten la obtención de altos volúmenes de
biorreguladores con recursos mínimos y se establecieron los parámetros
de calidad (Rodríguez, 2001). Si se considera el entorno agrícola cubano
donde se privilegia el desarrollo sostenible como una prioridad de Estado
y el conocimiento acumulado por diversos especialistas en diferentes instituciones del país, se puede entender bien que la agricultura cubana se
encuentra en el momento adecuado para la introducción masiva de esos
agentes benéficos; de hecho las superficies dedicadas a la agricultura urbana pudieran ser el paso inicial en este empeño. Sin embargo el futuro a
largo plazo debe ser la conservación y manejo de esos depredadores, para
que de forma natural ejerzan su acción reguladora sin necesidad de hacer
liberaciones masivas.
177
Manejo ecológico de plagas
Tabla 5.5. Parasitoides utilizados en Cuba, plagas que regulan y cultivos donde
se liberan.
Cultivos
Plagas
Caña
Caña
Caña
Caña
Caña
Caña
Caña
Caña
Caña
Caña
Caña
Caña
Caña
Pastos
Yuca
Tomate
Tabaco
Maíz
Berro, boniato
Calabaza, pepino
Col
Hortalizas
Maíz
Maíz
Maíz
Maíz
Maíz
Tabaco
Diatraea
saccharalis
D. saccharalis
Elasmopalpus
lignosellus
Mocis latipes
Leucania unipuncta
L. unipuncta
M. latipes
Spodoptera frugiperda
S. frugiperda
S. frugiperda
S. frugiperda
D. saccharalis
Leucania spp.
M. latipes
Erinnyis ello
E. ello
Heliothis virescens
Heliothis spp.
Lepidópteros
Diaphania hyalinata
Plutella xylostella
Spodoptera spp.
Spodoptera spp.
Spodoptera spp.
Spodoptera spp.
Spodoptera spp.
Spodoptera spp.
H. virescens
Parasitoides
Inoculativo Inundativo
Lixophaga diatraeae
x
Trichogramma fuentesi
L. diatraeae
x
x
T. fuentesi
Eucelatoria sp.
Cotesia flavipes
Eucelatoria sp.
Eucelatoria sp.
Archytas monachi
Telenomus spp.
Euplectrus platyhypenae
C. flavipes
Eucelatoria sp.
Trichogramma pretiosum
Trichogramma pintoi
Trichogramma spp.
Trichogramma spp.
Trichogramma spp.
Trichogramma spp.
Trichogramma spp.
Trichogramma spp.
Trichogramma spp.
Telenomus spp.
Chelonus insularis
E. platyhypenae
Archytas marmoratus
Rogas spp.
Diadegma spp.
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Parasitoides
En Cuba los parasitoides han tenido un uso mayor que los depredadores
(tabla 5.5), como ya se vio ésta es la tendencia en la mayor parte de los
178
Depredadores y parasitoides de artrópodos
países que producen medios biológicos. Entre los que más se han reproducido están L. diatraeae y Trichogramma spp.
Lixophaga diatraeae. En octubre de 1945 se inauguró en el Central
“Mercedes” el primer laboratorio para la reproducción y comercialización
de L. diatraeae, a continuación se abrieron otros tres, en los Centrales
“Conchita”, “Soledad” y “Perseverancia” (Fernández, 2002). Puede afirmarse que en esos laboratorios están los antecedentes de los actuales
programas de control biológico y de los Centros Reproductores de
Entomófagos y Entomopatógenos.
Los años 50 del siglo XX concluyeron sin que se lograra establecer la
producción de otros agentes de control biológico; a pesar que en 1934
Scaramuzza trabajó en la multiplicación artificial de Paratheresia claripalpis
(otro taquínido procedente del Amazonas brasileño) y de M. minense en
1939. No es hasta la década de los 60 que la producción masiva de
entomófagos recibe un nuevo impulso con la entrada en producción de
otro parasitoide: Trichogramma spp.
Entre los años 1960-1980 se desarrollaron nuevas tecnologías y se
incrementaron las producciones en los laboratorios existentes y así en
abril de 1980 el Ministerio del Azúcar (MINAZ) estableció el Programa
Nacional de Lucha Biológica contra el bórer, que ya en 1995 contaba con
50 Centros Reproductores, en los que se habían alcanzado liberaciones
anuales de hasta 78 millones de moscas en 1.6 millones de hectáreas
(Fuentes et al., 1998). La producción en esos centros se diversificó y
actualmente se producen otros agentes de control biológico, incluyendo
entomopatógenos.
Fig. 5.2 Producción masiva de
larvas de G. mellonella, hospedante
alternativo de L. diatraeae
179
Manejo ecológico de plagas
Fig. 5.3 Pupas de L. diatraeae
desarrolladas sobre larvas de
G. mellonella
La producción masiva de L. diatraeae se puede realizar sobre su
hospedante natural (D. saccharalis) o lo que es más común, sobre un
hospedante alternativo. El hospedante alternativo más utilizado en Cuba
es la polilla de los apiarios Galleria mellonella L. (figuras 5.2, 5.3 y 5.4).
Para los dos hospedantes se desarrollaron metodologías de reproducción. Uno de los aspectos que más se estudió fue la efectividad del
parasitoide en condiciones de campo; dos elementos considerados claves para el éxito son la norma o dosis óptima (Castellanos y Rijo, 1983)
y el método más idóneo para su liberación (Rijo y Castellanos, 1983;
Rego et al, 1990; Castellanos, 1995). La determinación de ambos y su
Fig. 5. 4 Jaula de apareamiento
para la cría masiva de L. diatraeae
CREE Pablo Noriega Quivican
180
Depredadores y parasitoides de artrópodos
aplicación han permitido que se alcancen porcentajes de parasitismo
superiores al 80 %.
Trichogramma. Los avances obtenidos en la producción masiva de la
mosca cubana despertaron el interés en el estudio de otros parasitoides.
En los años 60 del siglo pasado Salvador de la Torre y Callejas comenzó a
desarrollar investigaciones con especies autóctonas de Trichogramma, conducentes a su identificación y a conocer su biología, reproducción y comportamiento en condiciones de campo. Esos estudios aportaron muchos
de los conocimientos básicos que se utilizaron posteriormente para el
desarrollo de una tecnología de producción masiva. En Cuba se han identificado siete especies de Trichogramma: Trichogramma fuentesi Torre,
Trichogramma sudhae Torre, Trichogramma oatmani Torre, Trichogramma
pintureani Rodríguez y Galán, Trichogramma pintoi Voegelé, Trichogramma
pretiosum Riley y Trichogramma rojasi Nagaraja y Nagarkatti (Fuentes, 1994).
Trichogramma es el parasitoide que en mayor cantidad se produce y
libera en Cuba; en la actualidad se produce en más de 60 países (Fuentes,
1998). Existen tres alternativas para la producción masiva: la industrial,
con la utilización de huevos artificiales; el sistema mecanizado, basado en
las biofábricas desarrolladas en la ex Unión Soviética y el sistema artesanal
que es el utilizado en Cuba.
El número de hospedantes sobre los cuales se realiza la producción
masiva es grande, entre estos están Sitotroga cerealella (Olivier) (polilla de
los cereales), Corcyra cephalonica (Stainton) (polilla del arroz almacenado), Galleria mellonella L. (polilla de los apiarios), Ephestia kuehniella (Zeller)
(polilla gris de la harina), Mocis spp. (falso gusano medidor), Pieris brassicae
L., Samia cynthia Drury (gusano de seda) y huevos artificiales. El más
productivo (excepto los huevos artificiales) es S. cerealella, con éste se
logra alcanzar una productividad de 0.9 g/kg de cebada infestada, por el
principio de jaula Flanders (Fuentes, 1994). Están establecidos los
parámetros para el control de calidad del parasitoide y del hospedante.
El método de liberación más utilizado en Cuba es el manual. El parasitoide
se libera en los estadios de huevo y adulto. Las dosis de liberación fluctúan
en un intervalo muy variable, que va desde 5 000 hasta 8 millones de individuos por hectárea. Estas diferencias en las dosis responden a varios factores, entre los que están la plaga a controlar; su densidad poblacional, cuando existe una densidad poblacional baja se debe realizar la liberación de un
número mayor de individuos; el tipo de cultivo, hay cultivos que impiden
una distribución rápida de Trichogramma, todos aquellos cultivos donde el
parasitoide pueda transitar por el follaje sin obstáculos favorecen su disper181
Manejo ecológico de plagas
Figura 5.5. Producción de Trichogramma spp. en CREEs del MINAG (Cuba, 2002)
Figura 5.6. Superficie beneficiada con liberaciones de Trichogramma (Cuba, 2002)
182
Depredadores y parasitoides de artrópodos
sión, por ejemplo caña de azúcar, algodonero, maíz, frutales, pastos y hortalizas entre otros; y por último está la especie de Trichogramma que se libera (hay especies más agresivas que otras) (Fuentes, 1998).
La base del programa de cría masiva y liberación es la colecta de biotipos
locales. En la tabla 5.5 se relacionan los organismos objeto de manejo con
Trichogramma spp. y otros entomófagos. Resulta interesante la diversificación que se ha alcanzado con el uso de este parasitoide de huevos, que ha
sido muy exitoso en yuca y pastos. Esto es posible precisamente por el
adecuado manejo de ecotipos y un sólido sistema de control de la calidad
de las producciones. En la figura 5.5 aparecen las producciones de los
últimos años en los CREEs del MINAG y en la figura 5.6 la superficie de
cultivos que se ha beneficiado con la liberación del parasitoide.
Investigaciones y desarrollo de otros parasitoides
En la década de los 90 del siglo pasado se intensificaron las investigaciones con este grupo de entomófagos con la finalidad de disponer de un
número mayor de agentes de control biológico dada la necesidad de incrementar la sustitución de plaguicidas que ya se había producido. Un
interés muy especial se prestó a la investigación de los parasitoides del
complejo Spodoptera (Dueñas y Jiménez, 1996; Rojas, 2000; Gómez et al.,
2000). Se realizaron estudios biológicos y se desarrollaron metodologías
para la reproducción masiva de Telenomus spp. (Hymenoptera: Scellionidae),
parasitoide de huevos de S. frugiperda; Euplectrus platyhypenae Howard
(Hymenoptera: Eulophidae), parasitoide larval de S. frugiperda, S. eridania
y Leucania spp.; Archytas marmoratus (Towns.) (Diptera: Tachinidae),
parasitoide larvo-pupal de S. frugiperda y L. unipuncta; Chelonus insularis
(Cress.) (Hymenoptera: Braconidae), parasitoide ovo-larval del complejo
Spodoptera; Rogas spp. (Hymenoptera: Braconidae), parasitoide larval del
complejo Spodoptera y Eucelatoria spp. (Diptera: Tachinidae), parasitoide
larval de S. frugiperda y L. unipuncta (Grillo y Gómez , 1989, Caballero y
Marín, 1996; Armas et al., 1996; Gómez y Grillo, 1999; Gómez et al., 1999;
Caballero, 1999).
Los estudios desarrollados permitieron comenzar la producción masiva de Telenomus spp. y E. platyhypenae en 1994 en las provincias de La
Habana, Villa Clara y Sancti Spiritus, en 1996 los dos parasitoides fueron
incluidos en el programa de manejo integrado de la palomilla del maíz.
En la provincia de Villa Clara hasta el 2000 se habían beneficiado con la
liberación de éstos un total de 4 867 ha (Rojas, 2000).
183
Manejo ecológico de plagas
Las estrategias de investigación y desarrollo de artrópodos benéficos
han considerado los estudios básicos de biología, ecología y etología en
los agroecosistemas de los organismos nativos y de algunos introducidos,
en busca del conocimiento necesario para su conservación y reproducción masiva, lo cual ha hecho posible su introducción en los programas
de MIP en un grupo numeroso de cultivos y la disminución del grado de
dependencia de los plaguicidas químicos. Los beneficios ecológicos, sociales y económicos de ésta política son incuestionables.
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188
Control microbial de artropodos
Capítulo VI
CONTROL MICROBIAL DE ARTRÓPODOS
INTRODUCCIÓN
El papel que juegan los entomopatógenos en el manejo de plagas en los
sistemas agrícolas sostenibles ha sido ampliamente discutido. El control
microbial es una parte del control biológico que utiliza microorganismos
o sus productos para regular las poblaciones de plagas de insectos y de
otros organismos que se incluyen en esta categoría. En los últimos 25
años, el interés en dicho método aumentó grandemente, pues representa una alternativa muy valiosa al uso de los plaguicidas de síntesis química, aspecto esencial cuando se trata de sistemas agrícolas en proceso de
tránsito hacia la agricultura sostenible, tal como quedó demostrado en las
transformaciones que sufrió la agricultura cubana en la década de los 90
del siglo pasado. El control microbial no sólo es significativo para la producción orgánica, éste es trascendental para la implementación de otros
sistemas de producción donde se quiera desarrollar una agricultura más
sana y sienta las bases - junto a otras prácticas- para el manejo ecológico
de plagas. En este capítulo se muestra una breve síntesis de la historia del
control microbial, se presentan los grupos principales de microorganismos
a partir de los cuales se han desarrollado agentes de control biológico y se
expone parte de la experiencia cubana.
CONTROL MICROBIAL
Este término fue utilizado por primera vez por Edward Steinhaus en 1949
y se refiere al desarrollo de técnicas de control que involucran a alguno de
los microorganismos (o parte de éstos) que causan enfermedades infec189
Manejo ecológico de plagas
ciosas a los insectos (Tanada y Kaya, 1993). A los productos utilizados en
el control microbial se les denomina plaguicidas microbianos o plaguicidas
biorracionales, ya que son muy diferentes de los plaguicidas sintéticos
convencionales.
Historia
La síntesis histórica del desarrollo del control microbial que se presenta aquí esta basada en el capítulo 1 del libro “Insect Pathology” de Tanada
y Kaya (1993). Las primeras observaciones documentadas de las enfermedades de los insectos datan de épocas muy remotas; en los años 2700
a.n.e los chinos describieron las enfermedades del gusano de seda, fueron
los primeros en identificar a los hongos Cordyceps e Isaria como los causantes de la muerte del gusano de seda y de las cicadas; los ascocarpos de
Cordyceps crecen de una forma tan notable sobre los cadáveres de los insectos que se le llamó «gusano-planta-chino». Los egipcios hicieron jeroglíficos en los que representaron abejas enfermas, 500 años más tarde
(2200 a.n.e). En la antigua Grecia (384-322 a.n.e.), Aristóteles observó
que las abejas sufrían enfermedades que les causaban la muerte, las cuales describió en su libro “Historia Animalium”.
A principios del siglo XVIII (1709) Vallisnieri publicó lo que se ha
considerado el primer reporte sobre enfermedades de insectos. Éste se
refirió a enfermedades fungosas, cuestión lógica si se tiene en cuenta
que de las afecciones microbianas son éstas las más notables. Unos años
más tarde (1726) Réaumur clasificó e ilustró el primer patógeno de insectos de que se tiene noticias, un hongo del género Cordyceps sobre un
noctuido, posteriormente se describieron muchos hongos
entomopatógenos.
El estudio de las enfermedades de los insectos fue formalmente introducido en el libro «An Introduction to Entomology: Or Elements of
the Natural History of Insects», de Kirby y Spencer, publicado en 1826,
en éste se dedicó un capítulo completo a las enfermedades de los insectos. La Patología de Insectos comienza a ser considerada como ciencia a
partir de 1835 - 1836 cuando Agostino Bassi demostró experimentalmente que un hongo era la causa de una enfermedad infecciosa en el
gusano de seda. Él demostró que el hongo crecía y se desarrollaba dentro del insecto vivo, que era la causa de su muerte y que podía ser trasmitido a un insecto sano. Este hongo conocido como muscardina blanca
fue denominado en su honor Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin.
190
Control microbial de artropodos
En 1865 - 1870 Luis Pasteur descubrió los organismos causantes de
dos enfermedades del gusano de seda: la pebrina y la flacheria, las cuales
fueron asociadas a un protozoario microsporidio (Nosema bombycis) y una
bacteria. A partir de los trabajos de Bassi y Pasteur comienzan a surgir
propuestas de utilizar los patógenos para el control de plagas de insectos, pero esa idea no se llevó a la práctica hasta que en 1879 Elie
Metchnikoff -científico ruso- al estudiar las enfermedades de Anisoplia
austriaca (Herbst) encontró que una de ellas era causada por un hongo,
Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin, al cual denomino
muscardina verde por el color verde oscuro de las colonias esporuladas.
Metchnikoff reprodujo el hongo estableciendo la importancia de la producción artificial para el control de insectos. En 1888 Krassilstchik llegó
a producir 55 kg de M. anisopliae y aplicó el hongo en el campo para el
control del picudo de la remolacha azucarera, Cleonus punctiventris
(Germar), logrando un porcentaje de control de 55 % a 80 %. Estos
resultados hicieron que creciera el interés en el control microbial y dio
lugar a que se descubrieran nuevos grupos.
En 1901, Ishiwata aisló una bacteria bacilar de una larva enferma del
gusano de seda y atribuyó la causa de la enfermedad a una toxina, la
bacteria fue llamada Bacillus sotto Ishiwata, pero este nombre no llegó a
utilizarse. En 1911 Berliner aisló de la polilla de la harina Ephestia kuehniella
Zeller (=Anagasta) un bacilo que en 1915 fue nombrado Bacillus
thuringiensis Berliner; el cual fue aislado nuevamente en 1927 por Mattes.
La introducción accidental del escarabajo japonés Popillia japonica
(Newman) en 1916, en New Jersey, y su agresividad que se extendió a
más de 300 especies de plantas, hizo que se priorizara el estudio de
diferentes medidas para su control. Ya en 1921 se conocía que era susceptible a varias enfermedades, una especial atención se prestó a las
enfermedades bacterianas, entre las que se encontraban las conocidas
como “enfermedades lechosas” producidas por Bacillus popilliae Dutky y
Bacillus lentimorbus Dutky. El énfasis se puso en B. popilliae. Los resultados alcanzados en el control de P. japonica fueron tales que éste se considera como uno de los primeros casos exitosos de control microbial de
plagas de insectos. B. popilliae fue el primer patógeno que se produjo
comercialmente y también el primero que se aprobó por el gobierno
federal de Estados Unidos para su uso contra una plaga de insectos. El
nematodo Steinernema glaseri (=Neoplectana) (Steiner) se aisló de P.
japonica en 1930 por Glaser y Fox, pero no se utilizó hasta años más
tarde.
191
Manejo ecológico de plagas
En 1945 se inauguró el primer Laboratorio de Patología de Insectos, en
la Universidad de Berkeley, en California. Al frente de éste fue nombrado el
profesor Edward A. Steinhaus (1914 - 1969). Él es considerado el fundador
de la nueva patología de insectos y el padre de la patología de invertebrados. En 1950 cuatro de los principales grupos de patógenos, virus, bacterias, hongos y nematodos se utilizaban como agentes de control microbial.
HONGOS ENTOMOPATÓGENOS
La historia de la patología de insectos está íntimamente ligada al descubrimiento de los hongos como causa de enfermedades. Fueron justamente los primeros entomopatógenos en conocerse, debido a la frecuencia de
las epizootias naturales y a los síntomas notables asociados con la mortalidad producida por éstos. Son los agentes etiológicos de más del 80 % de
las enfermedades que se producen en los insectos. Actualmente se conocen aproximadamente 700 especies que infectan artrópodos que habitan
en las plantas, el suelo y el agua. A pesar de tan gran número, sólo alrededor de 25 especies tienen importancia como controles naturales de plagas
de interés agrícola y médico.
Las tentativas de manipular los hongos como agentes de control biológico de plagas de insectos comenzaron en el siglo XIX. Los primeros
intentos tuvieron un éxito de moderado a pobre; el interés en el uso de
entomopatógenos no era grande, esto se aprecia en las limitadas investigaciones básicas y aplicadas realizadas hasta la década de los 60 del siglo
XX en que cambia la situación.
Los hongos entomopatógenos se presentan como una de las mejores
alternativas para la reducción de los plaguicidas sintéticos. Hasta el momento la industria privada ha sido cautelosa en lo que se refiere a la formulación de micoinsecticidas, son muy pocos los productos comerciales
que han salido al mercado y escasas las ventas. El uso de hongos como
insecticidas microbiales requiere de la aplicación de cantidades grandes
de conidios (aproximadamente de 1012 - 1013 conidios/ha), de ahí que una
de las principales limitantes a resolver para su empleo sea justamente la
producción masiva.
Clasificación
Los hongos entomopatógenos se ubican en la División Eumycota, en cinco Subdivisiones. Los pertenecientes a la Subdivisión Mastigomycotina
192
Control microbial de artropodos
se caracterizan por formar células móviles (zoosporas), presentar estado
perfecto y por la formación de oosporas. Los que se ubican en la Subdivisión Zygomycotina no presentan células móviles; tienen estado perfecto
y forman zigosporas. En la Subdivisión Deuteromycotina las células móviles y el estado perfecto están ausentes y forman conidios. La Subdivisión Ascomycotina se caracteriza por presentar estado perfecto y por la
formación de ascosporas. En la Subdivisión Basidiomycotina también se
presenta el estado perfecto y se forman basidiosporas. Desde el punto de
vista del control de plagas agrícolas las clases de mayor importancia son
Zygomycetes e Hyphomycetes (tabla 6.1).
Mecanismos de infección
Las enfermedades causadas por hongos se denominan «micosis», según
Tanada y Kaya (1993) el desarrollo de una micosis puede ser separado en
tres fases:
1. Adhesión y germinación de las esporas sobre la cutícula del insecto.
2. Penetración dentro del hemocele
3. Desarrollo del hongo que culmina con la muerte del insecto.
La mayoría de los hongos entomopatógenos que se conocen son
endoparásitos, en éstos la unidad infectiva es una espora en Zygomycotina,
zoospora en Mastigomycotina, conidio en Deuteromycotina o ascospora
en Ascomycotina, (también pueden ser esclerocios o esporodoquios). Una
excepción es Aegerita en que el propágulo lo forma un conjunto de células
agregadas.
La adhesión de las esporas a la cutícula del insecto es un mecanismo
que varía de acuerdo a determinadas características de éstas. Hay esporas
que son secas como los conidios de Beauveria y Metarhizium pero la estructura de la superficie permite la adhesión; otras como en Hirsutella y
Verticillium son lisas y están cubiertas por una capa mucilaginosa que facilita la fijación. La adhesión está correlacionada con la agresividad o especificidad del hospedante, ejemplo M. anisopliae sobre escarábidos. En algunos hongos la adhesión es un proceso específico, en otros no. En este
proceso tienen lugar interacciones moleculares y fuerzas electrostáticas.
El reconocimiento del hospedante está regulado en parte por propiedades físico-químicas de la epicutícula del insecto, las glicoproteínas presentes en ésta pueden servir como receptoras para las esporas.
193
Manejo ecológico de plagas
Tabla 6.1. Principales géneros con especies entomopatógenas
(Samson et al., 1988; Tanada y Kaya, 1993; Humber, 1997)
194
Subdivisión
Clases
Orden
Géneros
Mastigomycotina
Chytridiomycetes
Chytridiales
Oomycetes
Blastocladiales
Lagenediales
Saprolegniales
Coelomycidium
Myiophagus
Coelomomyces
Lagenidium
Leptolegnia
Couchia
Sporodiniella
Conidiobolus
Entomophaga
Entomophthora
Erynia
Massospora
Meristacrum
Neozygites
Blastodendrion
Metschnikowia
Mycoderma
Saccharomyces
Ascophaera
Cordyceps
Torrubiella
Nectria, Hypocrella
Calonectria
Filariomyces
Hesperomyces
Trenomyces
Myriangium
Podonectria
Akanthomyces
Aschersonia
Aspergillus, Beauveria
Culicinomyces
Engyodontium
Fusarium
Gibellula, Hirsutella
Hymenostilbe
Metarhizium, Nomuraea
Paecilomyces
Paraisaria
Pleurodesmospora
Polycephalomyces
Pseusogibellula
Sorosporella, Sporothix
Stilbella, Tetranacrium
Tilachlidium
Tolypocladium
Verticillium
Aegerita
Filobasidiella
Septobasidium
Uredinella
Zygomycotina
Zygomycetes
Mucorales
Entomophthorales
Ascomycotina
Hemiascomycetes
Endomycetales
Plectomycetes
Pyrenomycetes
Ascophaerales
Sphaeriales
Laboulbeniomycetes
Laboulbeniales
Laculoascomycetes
Myriangiales
Pleosporales
Deuteromycotina
Hyphomycetes
Mycelia sterilia
Basidiomycotina
Phragmobasidiomycetes
Septobasidiales
Control microbial de artropodos
Una vez fijada la unidad infectiva es preciso que germine. La
germinación depende de las condiciones ambientales, fundamentalmente la humedad y la temperatura. La espora al germinar forma un tubo
germinativo que sirve como hifa de penetración. En este proceso actúan
fuerzas físicas y químicas (enzimáticas); la digestión del integumento
ocurre a través de enzimas, en el tubo germinativo se han detectado
proteasas, aminopeptidasas, lipasas, esterasas y N-acetylglucosamidas
(quitinasas) (Hajek y Leger, 1994). El tubo germinativo produce un
apresorio que se adhiere a la cutícula con sustancias mucoides; éste secreta sustancias que la degradan permitiendo la penetración de las hifas.
Una vez dentro de la cavidad (hemocele), comienzan a funcionar los mecanismos de defensa del hospedante como encapsulación, fagocitosis,
compuestos antimicrobiales, lisozimas, aglutininas y melanización, entre
otros (Omoto y Alves, 1998). El hongo logra vencer estas defensas produciendo células parecidas a levaduras (denominadas blastosporas), que
se multiplican y dispersan rápidamente; desarrollando protoplastos, elementos discretos, ameboideos, sin pared celular que no son reconocidos
por los hemocitos del insecto; la dispersión de éstos en el hemocele depende de la especie fungosa.
La producción de toxinas es otro de los fenómenos que ocurre en esa
fase (Roberts y Krasnoff, 1998). Los hongos que sintetizan escasa cantidad de toxinas tienen un período de incubación de varios días. Con la
muerte del insecto termina el desarrollo parasítico del hongo y comienza
la fase saprofítica, el hongo crece en el hemocele formando masas miceliales
que salen al exterior fundamentalmente por las regiones intersegmentales.
Bajo condiciones de alta humedad y temperaturas óptimas, el cadáver
del insecto se cubre de esporas que serán dispersadas a su vez continuando el ciclo. La gran dependencia del factor humedad es la mayor limitante
que presentan los hongos para su utilización en la lucha biológica. Para
que se produzca la germinación y esporulación fuera del hospedante se
requieren valores de humedad relativa por encima del 90 %.
Producción de toxinas. Las toxinas producidas por los hongos
entomopatógenos juegan un papel importante en el modo de acción de
éstos. La muerte del insecto se produce con más rapidez cuando es causada por un hongo que produce cantidades apreciables de toxinas, pues a la
invasión y destrucción de los tejidos y a las deficiencias nutricionales se le
suma la toxemia. La patogenicidad está relacionada con la producción de
micotoxinas durante el curso de la infección (Alves, 1998; Roberts y
Krasnoff, 1998).
195
Manejo ecológico de plagas
Las toxinas pueden ser producidas en medios de cultivo o sobre el
hospedante, B. bassiana produce ciclodepsipéptidos (beauvericina,
bassianólidos, beauverólidos y otros), éstos tienen una toxicidad de baja
a moderada contra diferentes insectos. Del hongo M. anisopliae se han
aislado dos grupos de toxinas: las destruxinas, de las que se conocen 14
diferentes y las citocalasinas (tres diferentes). Un efecto común de las
toxinas es la reducción del movimiento de los componentes de la
hemolinfa, lo que impide la rápida formación de granulocitos y permite la
multiplicación del hongo dentro del hemocele. Verticillium lecanii
(Zimmerman) Viégas produce al igual que B. bassiana la toxina
ciclodepsipeptídica, bassianolide y otras como ácido dipicolínico. En la
tabla 6. 2 aparece un grupo de toxinas identificadas en hongos
entomopatógenos.
Tabla 6. 2 Toxinas producidas por algunos hongos entomopatógenos (Alves,
1998; Roberts y Krasnoff, 1998)
Especie
Toxina
Acción tóxica
B. bassiana
Paecilomyces fumosoroseus
P. lilacinus, P. marquandi y P. farinosus
B. bassiana y B. brongniartii
Beauvericina
Beauvericina
Leucinostatinas
Beauverolides
Isalorides
Ácido oxálico
Tenellina
Bassianina
Oosporeina
Bassianolide
Destruxinas
Citocalasinas
Viridoxinas
Indeterminadas
Indeterminadas
Aflotoxinas
Asperentina
Asporacina
Efrapeptinas
Ciclosporinas
Hirsutellinas A y B
Fomalactona
Cordycepina
Larvas de mosquitos, moscas adultas
Larvas de mosquitos, moscas adultas
Leptinotarsa decemlineata
Cucarachas
?
?
?
?
?
Larvas de Bombyx mori
Larvas de B. mori y Galleria mellonella
B. bassiana y V. lecanii
M. anisopliae
M. flavoviride
Nomuraea rileyi y
Aspergillus flavus
Aspergillus ochraceus
Tolypocladium spp.
Hirsutella thompsonii var. thompsonii
H. thompsonii var. synnematosa
Cordyceps militaris
196
L. decemlineata
Larvas de B. mori
Larvas de Culex
Larvas de B. mori
Cecropia
Mosquitos, L. decemlineata
Larvas de mosquitos
G. mellonella
Larvas de moscas
Larvas de Culex pipiens y Aedes aegypti
Control microbial de artropodos
Principales géneros
En la subdivisión Deuteromycotina se encuentra el mayor número de especies con potencial como agentes de control biológico de insectos, y con
mayores posibilidades de uso en los programas de Manejo Integrado de
Plagas. Las enfermedades que causan estos hongos se conocen como
muscardinas, término que se aplicó por primera vez a B. bassiana; la coloración de los conidios es muy variable de ahí el nombre de muscardina
verde para M. anisopliae y N. rileyi, y muscardina roja para P. fumosoroseus.
En diversos géneros de la clase Hyphomycetes se encuentran especies de alta virulencia que han sido reproducidas y aplicadas para el
control de plagas de insectos, ácaros y nematodos. Se cultivan con relativa facilidad en medios artificiales, incluyendo medios oligídicos de fácil obtención y bajo costo. La mayoría de los hongos registrados para su
producción comercial pertenecen a Hyphomycetes (tabla 6. 3). El uso
como micoinsecticidas ha estado limitado por problemas tecnológicos
relacionados con la producción, formulación, estabilidad en el almacenaje y eficacia; muchos de los productos registrados han dejado de producirse.
En varios países se están produciendo estos hongos por métodos semiindustriales y artesanales, que propician la obtención de biopreparados
que si bien no permiten una amplia comercialización si constituyen una
valiosa alternativa para el control de plagas en los sistemas de producción
orgánicos y los sistemas agrícolas sostenibles.
Beauveria Vuillemin. Este hongo ha sido efectivo en el control de numerosos insectos, se encuentra entre los que tienen mayor rango de
hospedantes. Las especies principales son Beauveria bassiana (Balsamo)
Vuillemin; Beauveria brongniartii (Saccardo) Petch y Beauveria amorpha
Samson & Evans (Humber, 1997). En Asia, Europa y América del Norte
se ha aplicado con éxito en el control de Cydia pomonella Linnaeus, Ostrinia
nubilalis (Hübner), Popillia japonica Newman, Leptinotarsa decemlineata (Say),
Blissus leucopterus Say y Pieris brassicae Linnaeus (Tanada y Kaya, 1993).
Entre los casos de control exitoso en América Latina están Cylas
formicarius Fabricius, Cosmopolites sordidus (Germar), Hypothenemus hampei
(Ferrari), Heterotermes tenuis (Hagen), Solenopsis spp. (Castiñeiras et al.,
1982; Jiménez, 1998; Alves, 1998). Su producción y aplicación masiva se
realiza en varios países. En Brasil, México, Perú, Colombia; Venezuela y
Cuba se produce con tecnologías artesanales y se obtiene un biopreparado
que se destina al control de varias de las plagas citadas.
197
Manejo ecológico de plagas
Hirsutella Patouillard. Este género incluye alrededor de 30 especies
aunque sólo unas pocas tienen potencial en el control microbial, entre
las más importantes están Hirsutella citriformis Speare, Hirsutella
rhossiliensis Minter et. Brady y Hirsutella thompsonii Fisher (Humber,
1997). Se han encontrado cepas de H. thompsonii altamente virulentas
para el control del ácaro del moho, Phyllocoptruta oleivora (Ashmead)
(McCoy et al., 1971) y para el ácaro del cocotero Aceria guerreronis Keifer
(=Eriophyes).
Metarhizium Sorokin. Es otro hongo con extensa distribución y rango
de hospedantes tan amplio como B. bassiana. Tiene la propiedad de producir toxinas que aumentan su virulencia (tabla 6. 2). Las especies más
importantes son Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin var. anisopliae,
Metarhizium anisopliae (Metch.) Sorok. var. majus (Johnston) Tulloch y
Metarhizium flavoviride Gams & Rozsypal. Se ha encontrado infectando
lepidópteros, coleópteros, dípteros y homópteros. En Brasil se hace un
vasto uso de este hongo para el control de Diatraea saccharalis Fabricius
(bórer de la caña de azúcar) y de Mahanarva posticata Stål (salivazo de la
caña de azúcar). Desde la década de los años 80 del siglo pasado se produce en ese país un biopreparado, por tecnologías artesanales, conocido
como Metaquino, con un bajo costo y estableciendo estándares mínimos
de control de calidad.
Nomuraea Maublanc. Nomuraea rileyi (Farlow) Samson está entre las
especies principales. Tiene un rango de hospedantes muy limitado, cerca
del 90 % pertenecen al orden Lepidoptera, familia Noctuidae (especialmente larvas) (Humber, 1997; Alves, 1998). Ha sido muy efectivo en el
control de Heliothis zea (Boddie) (Ignoffo y García, 1987), Heliothis virescens
(Fabricius) (Ignoffo et al., 1989) y Trichoplusia ni (Hübner) (Ignoffo y
Boucias, 1992). En el cultivo de la soya es frecuente encontrar epizootias
causadas por este hongo sobre Anticarsia gemmatalis Hübner en períodos
lluviosos. Las epizootias pueden ser inducidas. En Brasil es una práctica
común la inducción de epizootias para controlar a H. zea; para lograrlo
distribuyen cadáveres infectados a una dosis de 3 360 cadáveres/ha. En
Cuba éste es uno de los hongos que se recomienda utilizar en el manejo
integrado de la palomilla del maíz, Spodoptera frugiperda J.E. Smith (Piedra
et al., 1997; García, 1998). Nomuraea atypicola Yasuda es otra especie importante (Ignoffo y Boucias, 1992; Humber, 1997).
Paecilomyces Bainier. A diferencia de los otros géneros anteriormente
mencionados en Paecilomyces se han reconocido un número mayor de especies, Samson (1974) reconoció 31 especies; las más comunes son
198
Control microbial de artropodos
Paecilomyces fumosoroseus (Wize), Paecilomyces farinosus (Holm ex S.F. Gray)
Brown & Smith y Paecilomyces lilacinus (Thom.) Samson (Humber, 1997).
Aunque se ha encontrado sobre insectos de varios ordenes su hospedante
principal son larvas del orden Lepidoptera. P. lilacinus presenta elevado
potencial en el control de nematodos (López, 1995) y P. fumoroseus se ha
utilizado en invernaderos para el control de moscas blancas y áfidos.
Verticillium Nees per Link. La especie más común es Verticillium
lecanii (Zimmerman) Viégas; es conocido como el hongo de halo blanco por la sintomatología característica de su infección. Tiene un radio
de acción limitado, lo más frecuente es encontrarlo sobre insectos del
orden Homoptera (áfidos, moscas blancas y escamas); también se ha
encontrado infectando insectos de los órdenes Coleoptera, Diptera,
Hymenoptera, Thripidae y sobre ácaros eriofidos (Tanada y Kaya, 1993;
Humber, 1997; Alves, 1998). Ejerce además acción antagonista sobre
hongos que producen las enfermedades conocidas como royas (Alarcón
y Carrión, 1994). En cafeto es muy común encontrarlo en regiones
húmedas infectando a la vez la guagua verde, Coccus viridis (Green) y
sobre las pústulas de Hemileia vastatrix Berkeley & Broome (González,
2001). Los mejores resultados de control de plagas de insectos con
biopreparados de este patógeno se han obtenido en invernadero ya
que en esas condiciones de temperatura y humedad regulada y reducida radiación solar ofrecen un excelente potencial para el control de
plagas.
BACTERIAS ENTOMOPATÓGENAS
En el control microbial las bacterias entomopatógenas juegan un papel
protagónico, específicamente Bacillus thuringiensis Berliner. Aproximadamente 90 % de las ventas de agentes de control microbiano corresponde
a productos que tienen como base esta bacteria.
En comparación con otros grupos de entomopatógenos son pocas las
bacterias que provocan algún daño a los insectos; estos daños se conocen
como bacteremia, septicemia y toxemia. La bacteremia ocurre cuando la
bacteria se multiplica en la hemolinfa del insecto sin la producción de
toxinas; existen bacteremias no patogénicas. La septicemia cuando la bacteria invade el hemocele, se multiplica, produce toxinas y el insecto muere; sucede con bacterias patógenas y la toxemia acontece cuando la bacteria está confinada al lumen estomacal y allí produce toxinas (Tanada y
Kaya, 1993).
199
Manejo ecológico de plagas
Tabla 6.3 Hongos entomopatógenos que han sido registrados y comercializados
como insecticidas microbianos (elaborado por la autora a partir de diversas fuentes)
Hongos
Insecto
Nombre comercial
Productor/País
Aschersonia aleyrodis
Beauveria bassiana
Moscas blancas
Coleópteros
Leptinotarsa decemlineata
y otras plagas
Termitas
Termitas
Leptinotarsa decemlineata
y otras plagas
Varios insectos
Aseronija
Biotrol FBB
Boverin
All Union Ex,URSS
Nutrilite Products, USA
Glavmikrobioprom, ex URSS
Boveril
Boveriol
Boverol
Itaforte, Brasil
Tecnicontrol, Brasil
Ex Checoslovaquia
Naturalis
Mosca blanca, trips,
saltamontes
Mosca blanca, trips,
saltamontes
Varios insectos
Varios insectos
Hypothenemus hampei
Lissorhoptrus brevirostris
Cylas formicarius
Pachnaeus litus
Cosmopolites sordidus
Atta insularis
Melolontha melolontha
Premnotrypes solani
Varios insectos
Saltamontes y langostas
Insectos habitantes
del suelo
Cicadas
Termitas
Adoryphorus couloni
Cicadas
Cicadas
Cicadas
Cicadas
Cicadas
Cicadas
Cicadas
Mycotrol
Feromone-Troy
Biosciences, U.S.A
Agrichem S.A., España
Mycotech, U.S.A
BotaniGard
Mycotech, U.S.A
None
Bauveril
Brocaril
B. bassiana
China
Colombia
Colombia
INISAV, Cuba
BIBISAV-2
Engerlingspitz
INISAV, Cuba
Andermatt Biocontrol, Suiza
INIA, Peru
Colombia
Sud Africa
Bayer, Alemania
Beauveria brongniartii
Metarhizium anisopliae
Verticillium lecanii
200
Lissorhoptrus brevirostris
Cosmopolites sordidus
Mocis spp.
Prosapia bicincta fraterna
Áfidos
Moscas blancas
Moscas blancas y áfidos
Varios insectos
Destruxin
Green Muscle
Bio 1020
Biocontrol
Bio-Blast
BioGreen
Biotec
Biomax
Combio
Metabiol
Metaquino
Metarril
Arroz+hongo
Asplana, IPA, Brasil
M. anisopliae
Agroceres, Brasil
EcoScience, U.S.A.
Bio-CareT., Australia
Biotec, Brasil
Labormax, Brasil
Combio, Brasil
Tecnicontrol, Brasil
CODECAP, Brasil
Itaforte, Brasil
Planalsucar, ESAL/USP, IB,
Vertalec
Mycotal
Microgermin
Verticillium
Tate and Lyle, Inglaterra
Tate and Lyle, Inglaterra
Koppert, Holanda
NPO Vector, Rusia
INISAV, Cuba
Control microbial de artropodos
Clasificación
Dentro de las bacterias entomopatógenas se encuentran bacterias facultativas y obligadas. La mayoría son facultativas, son las más conocidas
(ejemplo B. thuringiensis). Los dos primeros tipos de bacterias están representados en la familia Bacillaceae (tabla 6. 4), a ésta pertenecen las
especies más estudiadas y utilizadas como agentes de control microbial.
Familia Bacillaceae
Las bacterias de esta familia tienen como característica común presentar células vegetativas alargadas en forma de bastón, ser Gram positivas y formar
endosporas. Tiene dos géneros con especies entomopatógenas: Bacillus y
Clostridium, este último se diferencia del primero en que es anaeróbico obligado. A la célula donde se forma la espora se le denomina «esporangio»; para
algunas especies la formación de la espora va acompañada de la formación de
un cristal proteico denominado cuerpo parosporal que es el responsable de la
acción insecticida. El género Bacillus es el que mayor potencial presenta en el
control microbiano de insectos, los principales especies son B. thuringiensis,
B. sphaericus y B. popillae (Thiery y Frachon, 1997).
Tabla 6. 4 Clasificación de bacterias entomopatógenas más conocidas
(Thiery y Frachon, 1997)
División
Familia
Género
Especie
Gracilicutes
(Gram -)
Pseudomonaceae
Pseudomonas spp.
Enterobacteriaceae
Serratia sp.
Deinococcaceae
Bacillaceae
Melissococcus sp.
Bacillus sp.
P. aeruginosa
P. fluorescens
S. marcescens
S. entomophila
M. pluton
B. alvei
B. larvae
B. laterosporus
B. lentimorbus
B. popilliae
B. sphaericus
B. thuringiensis
C. bifermentans
Firmicutes
(Gram +)
Clostridium sp.
201
Manejo ecológico de plagas
Bacillus thuringiensis
Las diferentes subespecies de B. thuringiensis difieren en su espectro de
acción tóxica por lo que se propuso separarlas en patotipos. El patotipo A
incluye las razas que son patógenas para insectos del orden Lepidoptera,
el B a las que resultan patógenas para insectos del orden Diptera y el
patotipo C las que infectan insectos del orden Coleoptera. El cuerpo
parasporal varía en su forma al variar el patotipo de la bacteria. Hasta
1997 se habían identificado 63 razas de B. thuringiensis de acuerdo al
serotipo H (Thiery y Frachon, 1997).
Producción de toxinas. Una de las características más notables de B.
thuringiensis es que produce toxinas. La denominación de éstas se ha hecho
según el alfabeto griego. Las primeras toxinas identificadas fueron α-exotoxina, β-exotoxina, γ-exotoxina y δ-endotoxina.
La δ-endotoxina es la más importante de todas; es sintetizada en forma de protoxina durante el proceso de esporulación dentro de la célula
vegetativa. La protoxina aparece como una inclusión cristalina y se considera una característica constante para las diferentes variedades de B.
thuringiensis.
La β-exotoxina es una toxina termoestable, secretada por algunas variedades durante la fase de crecimiento vegetativo, se le denomina «factor
mosca», «toxina mosca», «toxina termoestable», “toxina estable al calor» y
«thuringiensin». El hecho de que B. thuringiensis sea capaz de producirla
hace que su radio de acción sea más amplio, se han encontrado especies
susceptibles a ésta en los ordenes Diptera, Lepidoptera, Hymenoptera,
Coleoptera, Isoptera y Orthoptera; el estado larval siempre es más susceptible que el adulto (Habib y Andrade, 1998).
El radio de acción tan amplio es un elemento importante a tener en
cuenta en el manejo de plagas, pues los enemigos naturales pueden
afectarse; la β-exotoxina también resulta letal para insectos pertenecientes a los órdenes Hemiptera y Neuroptera. Larvas de Chrysoperla
carnea Stephens (=Chrysopa) murieron después de ingerir huevos de
Sitotroga cerealella tratados con la β-exotoxina, lo mismo ocurrió a chinches que se alimentaron con larvas de Helicoverpa zea (=Heliothis)
(Kiselev, 1975 citado por Tanada y Kaya, 1993).
La β-exotoxina posee propiedades mutagénicas y teratogénicas, además es tóxica a los vertebrados, por lo que las subespecies que la producen no se tienen en cuenta en la mayoría de las formulaciones comerciales de B. thuringiensis (Tanada y Kaya, 1993; Habib y Andrade, 1998). Exis202
Control microbial de artropodos
ten evidencias de heterogeneidad entre las β-exotoxinas, lo que se manifiesta en las diferencias de toxicidad hacia diferentes organismos plaga y
los mamíferos, por esa razón es tan importante la identificación de éstas
(Carreras et al., 1997).
Modo de acción. Para explicar el modo de acción de la δ−endotoxina
se han propuesto varias hipótesis, para conocer éstas ver Chilcot et al.
(1990). A continuación se describe el proceso de forma general y simplificada.
Cuando la larva ingiere la protoxina ésta se solubiliza en el ambiente
alcalino del intestino y es procesada a la forma tóxica por la acción de las
proteasas digestivas del insecto, seguidamente se produce la unión de las
toxinas a receptores que se encuentran en la membrana intestinal del
insecto susceptible.
Se han realizado ensayos donde ha quedado demostrado que existe
una correlación estricta entre la unión de las toxinas al receptor del insecto blanco y la toxicidad; también se ha encontrado que no es suficiente
que la toxina se una al receptor para que mate al insecto, lo cual quiere
decir que existen otros factores involucrados en el mecanismo de acción
de la toxina. La unión entre la toxina y el receptor desequilibra la estructura de la membrana y «abre» un poro por el que penetran cationes, seguido de agua.
El exceso de agua en el citoplasma de las células epiteliales provoca una
distensión hasta que la célula revienta, cuando esto sucede el contenido del
mesenteron (altamente alcalino) pasa a la hemolinfa (con pH casi neutro),
a la vez que la hemolinfa va hacia el lumen del mesenteron. El aumento del
pH de la hemolinfa hace que la larva se paralice al cesar la conducción
nerviosa y al disminuir el pH del contenido estomacal se favorece la
germinación de las esporas produciéndose una septicemia.
Sintomatología. B. thuringiensis necesita ser ingerido para que lleve a
cabo su efecto tóxico. Los primeros síntomas externos son la pérdida del
apetito, regurgitación y diarreas; la pérdida del brillo del tegumento; ocurre
disfunción intestinal y se presenta parálisis del tracto digestivo. Las larvas
pierden agilidad y el tegumento se torna de color marrón oscuro; finalmente algunas sufren parálisis total antes de morir. Después de la muerte que
ocurre entre 18 y 72 horas el cadáver adquiere coloración oscura y los tejidos se descomponen rápidamente (Habib y Andrade, 1984). Los estudios
histopatológicos realizados en las células del epitelio intestinal han permitido conocer los síntomas internos; ocurre degradación de las
microvellosidades apicales, vacuolización del citoplasma y lisis celular.
203
Manejo ecológico de plagas
Bacillus sphaericus Neide
Tiene potencial en el control de plagas de interés en Salud Pública, es
muy específico, limitándose a larvas de mosquitos, especialmente del
género Culex. Produce una protoxina de naturaleza proteica que debe
ser ingerida por las larvas en su medio acuático. El mecanismo de acción es muy similar al de B. thuringiensis. Crece fácilmente en medios
artificiales y por su capacidad saprofítica se mantiene más tiempo en el
hábitat acuático que las cepas de B. thuringiensis var. israilensis.
Bacillus popilliae Dutky
Es un patógeno obligado, además específico; causa la llamada «enfermedad
lechosa» en escarábidos ya que su característica más notable es el aspecto
lechoso de la hemolinfa de las larvas infectadas debido a la gran cantidad
de esporas de la bacteria que circulan por ésta. Tiene importancia desde el
punto de vista histórico ya que fue el primer organismo entomopatógeno
registrado como bioinsecticida en 1948. La infección de las larvas se produce por ingestión. Aunque al igual que B. thuringiensis produce un cuerpo parosporal bipiramidal, no está claro cuál es el papel de éste en el
desarrollo de la enfermedad. Una vez ingerida la bacteria, cuando llega al
intestino medio las esporas germinan y se reproducen, iniciándose la infección en el epitelio intestinal que rápidamente pasa a la hemolinfa.
VIRUS ENTOMOPATÓGENOS
Entre los principales grupos de entomopatógenos se encuentran los virus, más de 700 enfermedades virales han sido reportadas en muchas
especies de insectos. El mayor énfasis se ha puesto en la identificación
de virus aislados de insectos plaga de los cultivos agrícolas y forestales,
especialmente de los órdenes Lepidoptera e Hymenoptera. A pesar de
que el estudio de las enfermedades virales se inició en fecha tan lejana
como 1527 y que en la década de los años 50 del siglo pasado quedó
demostrada la utilidad de éstos como agentes de control de insectos
plaga, no es hasta principios de 1980 que se intensifican las investigaciones con los virus entomopatógenos, cuando comienza a pensarse en
la necesidad de hacer un mayor uso de los productos biológicos.
La primera definición de virus entomopatógeno tuvo como base su
tamaño submicroscópico y su patogenicidad obligada (Poinar y Thomas,
204
Control microbial de artropodos
1984). Posteriormente a la definición se incorporaron dos cualidades: la
posesión de su propio material genético, y la presencia de un estado
infectivo submicroscópico, el virión, el cual sirve como vehículo para la
introducción del genoma viral dentro de la célula (Tanada y Kaya, 1993).
Los virus entomopatógenos están constituidos por un ácido nucleico (ADN
o ARN, de cadena simple o doble), que contiene la información genética
del virus y una cubierta de naturaleza proteica que envuelve al ácido
nucleico.
Estructura viral
El ácido nucleico está envuelto por proteínas compuestas de subunidades
llamadas capsómeros, las que forman una capa llamada cápside. Al ácido nucleico más la cápside se le denomina nucleocápside. La
nucleocápside se encuentra rodeada de una membrana que se construye
a partir del material celular del artrópodo hospedante. A ese conjunto
de nucleocápside + envoltura se le denomina virión. El virión es la unidad infectiva del virus (Tanada y Kaya, 1993).
Esa unidad infectiva del virus puede estar ocluida en un cuerpo de
inclusión (CI), o puede ser un virus no ocluido; o sea, una partícula
viral libre; esta diferencia morfológica ha sido aprovechada para facilitar
la identificación. En el caso de los virus ocluidos la membrana proteica
puede envolver una o más nucleocápsides y ésta a su vez es envuelta por
una membrana de naturaleza proteica; a ese conjunto también se llama
cuerpo de inclusión poliédrica (CIP). Los CI reciben diferentes denominaciones; se les llama poliedros en los virus de la poliedrosis nuclear
(VPN) y de la poliedrosis citoplasmática (VPC); gránulos o cápsulas en
los virus de la granulosis (VG) y esferoides en los Entomopoxvirus
(Adams, 1991).
Clasificación
Las primeras clasificaciones de los virus entomopatógenos se hicieron
teniendo en cuenta la morfología de los cuerpos de inclusión, viriones y
grupos de hospedantes. En el año 1960 se constituyó un Comité Internacional para la Taxonomía de los Virus, conocido como ICTV por sus
siglas en inglés, en esa ocasión se propuso un sistema de clasificación
que consideraba en orden de importancia: el tipo de ácido nucleico, la
forma de la partícula (helicoidal, isométrica, o compleja) y la presencia
205
Manejo ecológico de plagas
o ausencia de membrana (Ribeiro et al., 1998). La segunda reunión de
este Comité se celebró en 1995, en ésta fue acordada la clasificación que
se muestra en la tabla 6. 5. Los virus que tienen más posibilidades de
uso en el control biológico pertenecen a las familias Baculoviridae
(baculovirus), Reoviridae (cypovirus) y Poxviridae (entomopoxvirinae)
(Evans y Shapiro, 1997).
Familia Baculoviridae
La mayor parte de los virus aislados de insectos pertenecen a la familia
Baculoviridae (alrededor de 600) (Tanada y Kaya, 1993). Es la más importante por la frecuencia con que aparecen los baculovirus produciendo infecciones letales; por haber sido aislados de artrópodos solamente y por
no estar relacionados con los virus que producen enfermedades en los
vertebrados y en las plantas, -tal como sucede con otras familias-; por
producir cuerpos de inclusión que protegen a los viriones de condiciones
ambientales adversas, favoreciendo una mayor permanencia en el campo;
y por un rango estrecho de hospedantes que hace posible su uso en programas de Manejo Integrado de Plagas.
La familia Baculoviridae se caracteriza por la presencia de una cadena
doble de ADN y viriones baciliformes. Está representada por dos géneros,
Nucleopolyhedrovirus, conocido como Virus de la Poliedrosis Nuclear (VPN)
y Granulovirus (Virus de la Granulosis) (Murphy et al., 1995). Los VPN y
VG tienen viriones ocluidos en CI formados de una proteína cristalina
denominada poliedrina y granulina respectivamente (Evans y Shapiro,
1997).
Los viriones dentro de los poliedros pueden presentarse como una
nucleocápside con envoltura individual, en este caso se denomina Virus
de la Poliedrosis Nuclear Simple (VPNS); o como múltiples nucleocápsides
en una sola envoltura, Virus de la Poliedrosis Nuclear Múltiple (VPNM).
El nombre genérico se forma con el nombre del tipo de virus y del insecto
hospedante del que se aisló; por ejemplo, Autographa californica
nucleopolyhedrovirus (AcVPNM). Esa nomenclatura se presta a confusiones pues aunque los virus son altamente específicos pueden encontrarse
infectando diferentes especies de insectos, el AcVPNM que es uno de los
que mayor rango de hospedantes tiene, se ha encontrado en 43 especies
del orden Lepidoptera (Payne, 1986). Las especies tipo para los VPN son
B. mori para los VPNS y A. californica para los VPNM. En los virus pertenecientes al género Granulovirus el virión contiene una sola nucleocápside y
206
Control microbial de artropodos
Tabla 6. 5 Clasificación de los virus que se replican en insectos
(Murphy et al., 1995).
Familia
Ac. Nucleico/tipo cadena
Género
Poxviridae
Subfamilia Entomopoxvirinae
Iridoviridae
Baculoviridae
ADN cadena doble
ADN cadena doble
ADN cadena doble
Polydnaviridae
Parvoviridae
ADN cadena doble
ADN cadena simple
Reoviridae
ARN cadena doble
Birnaviridae
Rhabdoviridae*
ARN cadena doble
ARN cadena simple
Bunyaviridae*
ARN cadena simple
Picornaviridae**
Caliciviridae**
Nodaviridae**
Tetraviridae**
Flaviviridae**
Togaviridae**
ARN cadena simple
ARN cadena simple
ARN cadena simple
ARN cadena simple
ARN cadena simple
ARN cadena simple
Entomopoxvirus A, B y C
Iridovirus, Chloriridovirus
Nucleopolyhedrovirus,
Granulovirus
Ichnovirus, Bracovirus
Densovirus, Iteravirus,
Contravirus
Cypovirus, Phytoreovirus,
Fijivirus, Oryzavirus
Entomobirnavirus
Cytorhsbdovirus,
Nucleorhabdovirus,
Vesiculovirus,
Lyssavirus, Ephemerovirus
Bunyavirus, Hantavirus,
Nairovirus, Phlebovirus, Tospovirus
Tenuivirus
Nodavirus
Nudaurelia capensis
Flavivirus
Alphavirus, Rubivirus
*Orden Mononegavirales (senso negativo), **Orden Mononegavirales (senso positivo)
se encuentra ocluido en un pequeño poliedro en forma individual. La
especie tipo es el de Plodia interpunctella (Hübner) (PiVG) (Adams y
McClintock, 1991).
Modo de infección. La vía principal de entrada de un virus
entomopatógeno en el cuerpo del insecto es el aparato bucal; penetran
junto con la comida. Como excepción puede ocurrir la transmisión a
través de los huevos (transoval); el hábito de determinadas larvas de
comer el corión del huevo después del nacimiento facilita la transmisión de virus que se encuentran en éste. Aunque menos frecuente que
esta última puede ocurrir infección transovarial (cuando existe contaminación interna del huevo). Las lesiones producidas por parasitoides
207
Manejo ecológico de plagas
pueden ser una vía de entrada para los virus que no poseen CI y de la
granulosis, así como los espiráculos (Granados, 1980; Adams y
McClintock, 1991).
Las condiciones de alcalinidad (pH de 9.5 a 11.5) que prevalecen en
el estómago de la mayoría de las larvas de los insectos y la presencia de
enzimas hidrolíticas permiten que ocurra la disolución de la matriz
proteica y la liberación de los viriones (Granados, 1980). Los viriones
se ponen en contacto con las microvellosidades del intestino y liberan
las nucleocápsides en las células epiteliales para ir a replicarse en el
núcleo (VPN y VG) o en el citoplasma (VPC) (Adams y McClintock,
1991). Los entomopoxvirus entran al citoplasma por fagocitosis y dentro de éste se liberan de la envoltura y ocurre la replicación (Goodwin
et al., 1991). Después de ésta, algunas partículas adquieren envoltura y
quedan incluidas en una matriz proteica para formar los poliedros; la
gran cantidad de poliedros dentro de la célula provoca el rompimiento
de la pared celular infectando las células adyacentes para continuar la
infección de los tejidos susceptibles. En esta fase los insectos contaminados liberan cantidades grandes de poliedros con el vómito y las
heces fecales que junto a los insectos muertos representan una fuente
de inóculo importante para los insectos sanos (Adams y McClintock,
1991).
El 30 % del peso seco de una larva de lepidóptero puede estar representado por poliedros; una larva en el estadio final de la enfermedad puede contener 1010 poliedros de VPN o 1011 cápsulas de VG (Payne, 1986).
La presencia de los virus dentro de su hospedante asegura la transmisión
vertical de la enfermedad.
Sintomatología. Los insectos infectados con VPN realizan movimientos lentos y van perdiendo gradualmente el apetito, en el tegumento
aparecen manchas, la piel adquiere un tono amarillento y aspecto oleoso. Las larvas presentan geotropismo negativo, antes de producirse la
muerte suben a los partes altas de la planta y allí quedan colgando del
último par de patas. Después de la muerte ocurre una rápida
melanización, el cuerpo se oscurece, la piel se debilita y se produce la
ruptura del tegumento (Adams y McClintock, 1991; Moscardi, 1998).
Para el caso de los VG la sintomatología puede variar aunque también
se observa disminución del apetito, cambios en la coloración y alargamiento del ciclo larval. El tegumento no se desintegra como ocurre con
los VPN y aparecen sobre el manchas blanquecinas o amarillo lechosas
(Adams y McClintock, 1991).
208
Control microbial de artropodos
Familia Reoviridae
Se caracterizan por presentar una cadena doble de ARN. Los virus de esta
familia se denominan Virus de la Poliedrosis Citoplasmática (VPC) o
cipovirus; éstos presentan un CIP semejante al de los VPN, pero de forma
isométrica (Evans y Shapiro, 1997). Se replican en el citoplasma de las
células del hospedante. La especie tipo es el VPC de B. mori.
El rango de hospedantes comprende lepidópteros, dípteros, himenópteros,
coleópteros y neurópteros (Hukuhara, 1985). Infectan solamente las células
del intestino medio. A diferencia de los baculovirus no reducen rápidamente las poblaciones de insectos, más bien son patógenos enzoóticos. En las
larvas atacadas por cipovirus ocurre atraso en el crecimiento y decoloración,
gradualmente dejan de alimentarse y presentan diarreas y regurgitación,
pero el integumento no se rompe como ocurre en los baculovirus.
Familia Poxviridae
Son los virus de mayor complejidad química y morfológica. Causan enfermedades en los vertebrados y los insectos. Los que infectan a los insectos
se agrupan en la subfamilia Entomopoxvirinae, con tres géneros:
Entomopoxvirus A, en coleópteros, la especie tipo es el virus de M. melolontha;
Entomopoxvirus B, en lepidópteros y ortópteros, su especie tipo es el virus
que infecta a Amsacta moorei Butler y el Entomopoxvirus C, que se encuentra únicamente en dípteros, la especie tipo es el entomopoxvirus de
Chironomus luridus. Los entomopoxvirus ocupan el tercer lugar en importancia entre los virus entomopatógenos (Evans y Shapiro, 1997).
Los viriones están constituidos por una cadena doble de ADN. Son
virus ocluidos y se replican exclusivamente en el citoplasma de las células del hospedante. Los síntomas pueden manifestarse en órganos específicos, particularmente en el tejido graso, la inflamación de la parte
posterior del abdomen, debido a la infección del tejido adiposo, es uno
de los síntomas más comunes. También se producen cambios de coloración, los insecto infectados se tornan de color blanquecino o azul brillante (Goodwin et al., 1991).
Uso de virus entomopatógenos
La utilización de los virus en el campo puede ser realizada de cuatro
formas diferentes, en dependencia de los objetivos del programa, del
209
Manejo ecológico de plagas
insecto a controlar y de la especie de planta que éste ataca (Starnes et
al., 1993):
1. Introducción y colonización en la localidad donde el patógeno no se
presenta de forma natural, con lo que se pretende una regulación permanente de la plaga.
2. Introducción del virus de modo que se produzcan epizootias periódicas, no tiene como objetivo el control permanente de la plaga.
3. Manipulación del hábitat y/o empleo del patógeno en aplicaciones
inoculativas, buscando aumentar su incidencia natural y su diseminación en la población del hospedante.
4. El uso del virus como un insecticida, que significa la realización de
aplicaciones frecuentes a altas concentraciones.
Momento y dosis de aplicación. Las aplicaciones deben ser dirigidas
a la fase larval ya que tienen escaso o ningún efecto sobre los adultos, con
algunas excepciones como es el caso de Oryctes rhinoceros L. La composición etárea de la población de las larvas del hospedante es un factor
limitante para el uso de los virus en el campo, ya que la virulencia tiende
a disminuir drásticamente con el aumento de la edad del hospedante
(Burand y Park, 1992). Además de la composición etárea hay que tener en
cuenta también la densidad poblacional. La aplicación se debe realizar
antes de que la plaga produzca un daño apreciable en el cultivo, esto
también dependerá de la capacidad el cultivo para recuperarse del daño
(Moscardi, 1998). Las dosis de aplicación se expresan en número de CIP/
ha (para los virus ocluidos). Otra forma muy común de expresar la dosis
es en Equivalente Larval (E.L.); El E.L. se refiere al número de larvas
muertas que se necesita aplicar para inducir una epizootia. 50 EL/ha del
VPNAc equivale a 1.0-1.5x1011 CIP/ha (Moscardi, 1998).
NEMATODOS PARÁSITOS DE INSECTOS
Del conocimiento de las relaciones entre los insectos y los
entomopatógenos, el de los nematodos se cuenta entre los más antiguos.
Uno de las primeras descripciones de un nematodo parasitando insectos
fue la realizada por Reaumur en 1742 (Nickle y Welch, 1984). Tuvo que
transcurrir un largo período de tiempo para que los nematodos tuvieran
utilidad práctica, al igual que sucedió con otros grupos de
entomopatógenos. No fue hasta 1929 que R. W. Glaser encontró al
210
Control microbial de artropodos
nematodo Steinernema glaseri (Say) (=Neoplectana) infectando al escarabajo japonés Popillia japonica Newman. Él fue el primero en cultivarlo sobre
un medio artificial y en probarlo en condiciones de campo. En 1955, Dutky
y Hough, encontraron a Steinernema carpocapsae y realizaron pruebas contra Cydia pomonella L. (=Carpocapsa) (Tanada y Kaya, 1993). Estos dos
acontecimientos fueron el punto de partida para el desarrollo de los
nematodos como agentes de control biológico.
Clasificación
La clasificación de la mayoría de los grupos de nematodos, incluyendo
aquellos que se relacionan con insectos no es estable a nivel de familia ni
de género. La clasificación presentada aquí incluye 30 familias (tabla 6.6);
de éstas, solamente siete se consideran con potencial como agentes de
control biológico (Kaya y Stock, 1997): Mermithidae, Tetradonematidae,
Heterorhabditidae, Steinernematidae, Allantonematidae, Phaenopsitylenchidae y Sphaerulaiidae. La mayor parte de las investigaciones se han
concentrado en dos familias, la Steinernematidae y la Heterorhabditidae.
Varias especies de Steinernema y Heterorhabditis han sido utilizadas como
agentes de control biológico a escala comercial.
Modo de infección
Los nematodos parasitan a sus hospedantes por penetración directa a
través de la cutícula hasta el hemocele o por penetración a través de las
aberturas naturales (espiráculos, boca y ano). La infección puede ser pasiva o activa. La infección pasiva ocurre cuando el nematodo coloca sus
huevos sobre el alimento del insecto hospedante; los huevos se ingieren
junto con el alimento y al eclosionar, las formas infectivas atraviesan el
intestino y pasan al hemocele, así acontece en la familia Mermithidae. La
infección activa ocurre cuando el nematodo busca a su hospedante y penetra directamente al hemocele a través del integumento (Tanada y Kaya,
1993). La forma en que continúa el proceso de infección estará en función
de la especie de nematodo que ataque al insecto. En el caso de Steinernema
y Heterorhabditis, una vez que el juvenil infectivo logra penetrar al hemocele,
libera la bacteria asociada, la cual se reproduce en la hemolinfa y produce
la muerte del hospedante (Gaugler y Kaya, 1990; Kaya y Gaugler, 1993).
Steinernematidae. Los nematodos pertenecientes a esta familia son
patógenos obligados y se caracterizan por mantener una asociación
211
Manejo ecológico de plagas
mutualística con bacterias del genero Xenorhabdus (= Achromobacter). El
complejo nematodo-bacteria es patógeno a muchos insectos en el laboratorio, pero en el campo el rango de hospedantes es limitado (Kaya y
Gaugler, 1993). El infectivo juvenil lleva la bacteria en la porción ventricular
Tabla 6. 6 Clasificación de los principales grupos de nematodos asociados con
insectos (Kaya y Stock, 1997)
Clase
Orden
Familia
Tipo de asociación
Adenophorea (sin. Aphasmidia)
Mononchida
Stichosomida
Secernentea (sin. Phasmidia)
Rhabditida
Plectidiae
Mermithidae
Tetradonematidae
Carabonemetidae
Cephalobidae
Chambersiellidae
Heterorhabditidae
Oxyuridae
Panagrolaimidae
Rhabditidae
Forética
Parásito obligado
Parásito obligado
Parásito obligado
Forética
Forética
Patógeno obligado
Parásito obligado
Forética
Forética, parásito facultativo
Steinernematidae
Syrphornematidae
Thelastomatidae
Filariidae
Onchocercidae
Physalopteridae
Syngamidae
Spiruridae
Subuluridae
Thelaziidae
Diplogasteridae
Patógeno obligado
Parásito obligado
Parásito obligado
Parásito obligado
Parásito obligado
Parásito obligado
Parásito obligado
Parásito obligado
Parásito obligado
Parásito obligado
Forética, parásito facultativo
Cylindrocorporidae
Allantonematidae
Aphelenquidae
Aphelenchoididae
Forética
Parásito obligado
Forética
Forética, parásito facultativo
Entaphelenquidae
Fergusobiidae
Phaenopsitylenchidae
Sphaerulaiidae
Tylenchidae
Parásito obligado
Parásito obligado
Parásito facultativo
Parásito obligado
Spirurida*
Diplogasterida
Tylenchida
*Parásitos animales con insectos como vectores u hospedantes intermediarios
212
Control microbial de artropodos
del intestino, después de penetrar en el hemocele ésta se libera en la
hemolinfa, se propaga, y mata al hospedante por septicemia en 48 horas.
Los nematodos se alimentan de la bacteria y de los tejidos del hospedante,
producen de dos a tres generaciones amfimicticas y emergen del cadáver
como infectivos juveniles para buscar un nuevo hospedante (Kaya y Stock,
1997). La familia está compuesta por dos géneros, Steinernema con 17
especies y Neosteinernema con una especie.
De todos los nematodos estudiados para el control biológico de insectos, los esteinermatidos junto con los heterorabditidos han recibido la
mayor atención ya que poseen muchos de los atributos de un agente de
control biológico efectivo (Poinar, 1986): un rango de hospedantes amplio; la habilidad para matar al hospedante en un intervalo de 48 horas; la
capacidad para crecer sobre medios artificiales; un estado infectivo estable, capaz de mantenerse almacenado; escasos mecanismos de resistencia
en el hospedante; y seguros para el ambiente.
Heterorhabditidae. Los heterorabditidos están en asociación
mutualística con la bacteria Photorhabdus luminescens. Al igual que en
Steinernematidae, el infectivo juvenil penetra en el hemocele, libera la
bacteria en la hemolinfa y el insecto hospedante muere en 48 horas a
causa de la septicemia. Los insectos muertos por heterorabditidos se tornan de color rojo, rojo-ladrillo, púrpura, naranja, amarillo y algunas veces
verde y son luminiscentes en la oscuridad debido a la presencia de la
bacteria (Kaya y Stock, 1997).
CONTROL MICROBIAL EN CUBA
Uno de los aspectos más notables del manejo de plagas en Cuba es la
producción artesanal de microorganismos para el control biológico. La
producción masiva de entomopatógenos permite disponer de cantidades
apreciables de agentes de control biológico, en la propia localidad agrícola, pues los Centros Reproductores de Entomófagos y Entomopatógenos
se encuentran distribuidos por todo el país (figura 6.1) y tienen una capacidad de producción que puede garantizar, cada año, la aplicación de medios biológicos en más del 60 % de la superficie cultivada (figura 6.2).
Hongos entomopatógenos
B. bassiana. Se encuentra entre los primeros patógenos de insectos
descritos en Cuba. El primer informe de su presencia fue hecho por
213
Manejo ecológico de plagas
Fig. 6.1 Centro Reproductor de
Entomófagos y Entomopatógenos «Pablo
Noriega» provincia La Habana
Jhonston en 1917, con el nombre de Sporotrichum globuliferum Speg., atacando a Xyleborus spp. y Metamasius hemipterus Oliver (Jhonston, 1917).
Después de B. thuringiensis este es el entomopatógeno que mayor uso tiene y el que más se ha producido.
De 1990 a 1999 se habían obtenido por métodos artesanales 5 647
toneladas en los CREE del MINAG (figura 6. 2). Se reproduce en 121 de
los 222 CREE que están bajo la dirección del MINAG y en nueve del
MINAZ. El método más extendido para su reproducción es sobre soporte
Figura 6.2. Producción de entomopatógenos y antagonistas (t) en CREEs y Plantas de
Bioplaguicidas (Cuba, 2002 a)
214
Control microbial de artropodos
sólido, el sustrato más utilizado es la cabecilla de arroz (un subproducto
de la producción de arroz) en mezcla con bagacillo de caña de azúcar
(figura 6.3). El producto así obtenido puede conservarse hasta tres meses, a temperaturas entre 4-10ºC. También se produce en medios líquidos, en una mezcla de agua y cabecilla de arroz o utilizando subproductos
de la industria azucarera, aunque la tendencia es sustituir el cultivo líquido por el sólido.
Entre las limitantes que tiene la producción en medios líquidos están el
tiempo y condiciones de almacenamiento; el tiempo de almacenamiento no
sobrepasa los 15 días y se requiere refrigeración, mientras que a escala de
planta piloto se ha obtenido un biopreparado en polvo que después de un
año de almacenamiento a temperaturas de 4-5 ºC mantuvo una viabilidad
de 1-5x1010 UFC/g y un TL50 de 3-4 días a una dosis de 1-5x107 UFC/L
sobre Cylas formicarius elegantulus (Sánchez et al., 1997 b).
Se aplica para el control de Cosmopolites sordidus en banano y plátano
(tabla 6. 7); basta generalmente con hacer dos aplicaciones al suelo, en un
período de un año, a dosis de 1012 - 1013 conidios/ha para mantener la
población del insecto por debajo del umbral económico. En el caso de C.
formicarius se recomienda la desinfección de los propálugos de boniato (bejuco) destinados a la plantación, mediante la inmersión en una suspensión
conidial y la aplicación al suelo. La aplicación al suelo se realiza después de
los 30 días de establecido el cultivo; transcurrido ese tiempo es de esperar
que exista abundante follaje que garantice la protección contra las radiaciones solares, a la vez que sirve de cubierta al suelo para conservar la humedad tan necesaria para que el patógeno ejerza su acción.
c
d
b
a
Figura 6.3 Producción masiva
de B. bassiana en cultivo sólido
sobre cabecilla de arroz,
a) aislamiento puro,
b) inóculo; c) reproducción en
bandeja; d) envase del producto
final. CREE «Pablo Noriega».
La Habana.
215
Manejo ecológico de plagas
B. bassiana también se utiliza en el control del bórer de la caña de azúcar (Estrada, 2001); aplicaciones del hongo combinadas con liberaciones
de la mosca cubana contribuyen a una regulación más efectiva del bórer.
Investigaciones recientes desarrolladas en el país han demostrado que
tiene potencial para el control de hormigas cortadoras de los géneros Atta,
Acromyrmex y Attamyces (Pérez y Trujillo, 2002; Trujillo y Pérez, 2001; Pérez
et al., 2001a; Pérez et al., 2001b). Con la aplicación del cebo BIBISAV 2, a
dosis de 100 g/m2 del bibijagüero, para el control de Acromyrmex octospinosus
(Reich) se obtuvo después de los 15 días una efectividad del 97 % (Pérez
y Trujillo, 2002). Las aplicaciones de BIBISAV-1 y BIBISAV-2 han permitido la sustitución de Mirex. El Mirex es un insecticida clorado que está
incluido en la lista de los 12 Contaminantes Orgánicos Persistentes (COPs)
(World Wildlife, 2000) y hace algunos años fue retirado del Registro Central de Plaguicidas de la República de Cuba (Cuba, 2001).
Metarhizium anisopliae. Los estudios de M. anisopliae se iniciaron en
Cuba en la década de los 70 del siglo pasado, pero no es hasta 1993 que
comienza a producirse en cantidades mayores y a utilizarse para el control de plagas de insectos en varios cultivos (tabla 6.7); hasta esa fecha su
producción y uso era muy limitado. Se reproduce en 10 CREE del MINAG
y en tres del MINAZ (Cuba, 2002a).
Al igual que B. bassiana se cultiva sobre soporte sólido, básicamente
cabecilla y paja de arroz. Cuando se reproduce sobre cabecilla de arroz el
producto final después del secado queda con la apariencia de un granulado;
el gránulo es la pequeña partícula de arroz recubierta de esporas de hongo. En ese estado puede conservarse hasta tres meses a temperatura de
20ºC. De 1993 a 1999 se produjeron 735 toneladas en los CREE del MINAG
(figura 6.2).
La aplicación puede realizarse en forma de granulado o como una suspensión de conidios; los conidios pueden ser suspendidos en agua separándolos del soporte sólido. En este último caso hay que tener la precaución de realizar la aplicación antes de transcurridas cuatro horas, pues a
partir de ese momento comienza la germinación de los conidios.
Verticillium lecanii. El primer reporte para Cuba de V. lecanii data de
1917, se encontró sobre varias especies de cóccidos, principalmente sobre la guagua verde (Coccus viridis Green) (Johnston, 1917), la cual se
estima su hospedante natural más importante (González, 2001). Se considera uno de los entomopatógenos de mayor importancia, pues aunque
su radio de acción no es grande controla insectos que tienen un rango de
hospedantes muy amplio y una importancia económica notable.
216
Control microbial de artropodos
Después de B. bassiana es el entomopatógeno que más se produce en
Cuba. La métodos artesanales utilizados para su obtención son muy semejantes a los utilizados para B. bassiana y M. anisopliae. En la década del
90 del siglo pasado se produjeron 1 311 toneladas en 76 CREE del MINAG
(figura 6.2).
Se trabaja en el desarrollo de una tecnología para su producción a escala
semi-industrial, que representa un aumento de la productividad de seis
veces en comparación con la tecnología artesanal de los CREE (Álvarez et
al., 2001). Se aplican en forma líquida sobre el follaje. Las dosis que aparecen en la tabla 6. 8 se ajustan en dependencia de la concentración del producto final para que en cada hectárea se apliquen entre 1011-1012 conidios.
La mayor parte de la producción de V. lecanii se destina al control de
Bemisia tabaci (Gennandius). En 1989-1990 las producciones de tomate y
de frijol sufrieron una severa afectación por la mosca blanca y geminivirus;
en 1992 se implementó un programa de manejo integrado de la mosca
blanca que tiene entre sus componentes principales el uso de V. lecanii. Se
recomienda su aplicación en tratamientos preventivos desde el inicio del
cultivo; se alcanza una efectividad entre el 60-80 % (Murguido et al., 1997).
La acción de V. lecanii no se limita al control de plagas de insectos. Se
encontró una cepa efectiva en el control de la garrapata del ganado Boophilus
microplus Canestrini. Se aplica al suelo, en mezcla con M. anisopliae en los
pastizales infestados, y a los animales en baño garrapaticida alternándolo
con los productos convencionales destinados a este fin. También tiene
uso potencial en el control de la roya del cafeto (González, 2001; Martínez,
2001), ese aspecto se aborda en el capítulo 7.
Paecilomyces lilacinus. Se comenzó a utilizar como agente de control
biológico en la década del 90. El sustrato más utilizado para su reproducción es la cabecilla de arroz, en cultivo sólido; el producto así obtenido
tiene una concentración de 108 conidios/gramo y puede almacenarse hasta tres meses, a temperaturas entre 10-15ºC. Cuando se reproduce en
cultivo líquido se obtiene un biopreparado, que a diferencia de los otros
hongos entomopatógenos, puede ser almacenado entre uno y dos meses
a temperaturas entre 4-10ºC (López, 1995). En el año 2002 se producía
en 29 CREE (Cuba, 2002a).
El radio de acción de P. lilacinus se limita a nematodos. Es muy efectivo
en el control de Meloidogyne spp. y Radopholus similis (Cobb) Thorne en
cafeto y plátano (tabla 6.7). Se recomienda que las aplicaciones se realicen con índices de infección bajos o de modo preventivo; de esta forma se
puede alcanzar una reducción en las poblaciones de 80 % a 90 %.
217
Manejo ecológico de plagas
P. lilacinus tiene también efecto ovicida; reduce en 90-95% la viabilidad
de los huevos. La primera aplicación en plátano se realiza al hoyo de siembra, a dosis de 40-60 g/hoyo, y a los seis meses posteriores a ésta, a una
dosis entre 40-100 g/plantón. La dosis estará en función de los niveles de
infección presentes en el momento de la evaluación previa a la aplicación.
Cuando se siembran “vitroplantas”, el primer tratamiento se realiza en la
Tabla 6.7 Entomopatógenos producidos y comercializados en Cuba
Hongos
Plagas
Dosis
Cultivos
Beauveria bassiana
Cepa MB-1
Cosmopolites sordidus
Pachnaeus litus
Lissorhoptrus brevirostris
Cylas formicarius
1 kg PC/ha, 10 L PC/ha
I L PC/planta
3-7 k g PC/ha
1 kg PC/ha, 4.5 L PC/ha,
1 L PC/20 L de agua**
2
50-100 g PC/m del bibijagüero
1-2 kg/ha
1 kg PC/ha, 4.5 L PC/ha
1 kg PC/ha, 1 L PC/ha
1-2 kg PC/ha
1.5 kg PC/ha
1 kg PC/ha, 1 L PC/ha
10 L /ha
1 kg PC/ha
2 kg PC/ha
Banano
Cítricos*
Arroz
Boniato
Tomate, pimiento, frijol
Col
3-7 kg PC/ha
Arroz
B. bassiana
Verticillium lecanii
Cepa LVL-12
LVL-5
Atta insularis
Thrips palmi
Diatraea saccharalis
Bemisia tabaci
Myzus persicae
Afidos y mosca blanca
Áfidos y mosca blanca
B. tabaci
B. argentifolia
Brevicoryne brassicae
Metarhizium anisopliae L. brevirostris
(Cepa LMa-11)
Tagosodes oryzicola
Oebalus insularis
Spodoptera spp.
Spodoptera spp.
Mocis spp.
Prosapia bicincta
C. sordidus
P. litus
T. palmi
Paecilomyces lilacinus Meloidogyne spp.
(Cepa LBP-1)
Meloidogyne spp.
Radopholus similis
5 kg PC/ha
2 kg PC/ha
20 kg PC/ha
1-2 kg/ha
40 g/bolsa, 50-100 g/ planta
10-50kKg/ha
40 g/bolsa, 50-100 g/ planta
Caña de azúcar y otros
Papa
Caña de azúcar
Hortalizas
Papaya
Papa
Maíz
Pastos
Banano
Cítricos
Papa, pimiento, frijol y
cucurbitáceas
Cafeto y banano
Hortalizas (Organopónicos)
Banano
*Aplicar al suelo en hileras alternas en 50 plantas en una hectárea.
** Concentración recomendada para aplicar a los propágulos en el tratamiento previo a la plantación
218
Control microbial de artropodos
bolsa a dosis de 40 g/bolsa, un mes antes de la siembra. En “vitroplantas”
de cafeto también se recomienda aplicar en la bolsa, lo cual garantiza que
se lleven a la plantación posturas sanas (López, 1995).
El uso de P. lilacinus es una alternativa para la sustitución del carbofuran
que se aplica en cafeto para el control de Meloidogyne spp. y en plátano
para el control del picudo negro. El carbofuran es un producto altamente
tóxico (Clase Ib, DL50 oral en ratas 8.8 mg/kg); es uno de los plaguicidas
más tóxicos para las aves, un solo gránulo puede matar a un ave pequeña;
tiene una movilidad extrema en el suelo y posee potencial de lixiviación,
se ha detectado en aguas subterráneas en Estados Unidos de Norteamérica
(Castillo et al., 1995).
P. lilacinus tiene un uso amplio en la agricultura urbana. Uno de los
problemas más críticos que se enfrenta en los organopónicos son las contaminaciones con nematodos, los de mayor importancia económica son
los formadores de agallas, en especial Meloidogyne incognita (Kofoid y White)
Chitwood. La propiedad que tiene este hongo de sobrevivir por largos
periodos de tiempo en diferentes sustratos, siempre que se conserve un
buen nivel de humedad, ha permitido que en muchos organopónicos se
mantengan las poblaciones nematodos en niveles que no causan daño al
cultivo (Cuba, 2002b).
Bacterias entomopatógenas
Bacillus thuringiensis. Fue el primer entomopatógeno utilizado en Cuba en
condiciones de campo. Las aplicaciones comenzaron a finales de los años
60 del siglo pasado. Las relaciones de colaboración científica con el ex-campo socialista de Europa del Este posibilitaron la entrada al país de productos comerciales en base a B. thuringiensis. El tabaco, los pastos y la col están
entre los primeros cultivos donde se aplicó. En 1974 se trataron 1350 ha de
col con un producto comercial de B. thuringiensis var. kurstaki, para el control
de Trichoplusia ni. El éxito obtenido en el control de T. ni, del cogollero del
tabaco (Heliothis virescens) y el gusano falso medidor de los pastos (Mocis
spp.) estimuló el interés en este entomopatógeno y en el control microbial.
Se desarrollaron investigaciones con cepas importadas, a la vez que se obtuvieron aislamientos en diferentes lugares del país.
B. thuringiensis es el entomopatógeno que mayor uso tiene y el que más
se ha producido. En la década del 90 del siglo pasado se produjeron 12
335 toneladas por métodos artesanales e industriales (figura 6.2). El
método más utilizado para su reproducción es el cultivo líquido estático,
219
Manejo ecológico de plagas
en un sustrato que puede estar compuesto por jugos de frutas, jugos de
vegetales o melazas (residuos del proceso de fabricación de caña de azúcar). El uso de uno u otro sustrato estará en dependencia de la disponibilidad en la localidad donde se encuentre el CREE. Por esta tecnología se
obtiene un biopreparado con una concentración de 1-6 x 108 esporas y
cristales/ml. El período de almacenamiento es de dos meses a temperaturas por debajo de 25ºC. B. thuringiensis se produce actualmente en 114
CREE atendidos por el MINAG (Cuba, 2002a).
En 1993 terminó la construcción de la primera planta de
biopreparados. La tecnología utilizada en las tres plantas en funcionamiento es el cultivo sumergido en fermentadores; se obtiene un
biopreparado en forma de fluido concentrado, al que se adicionan
preservantes (ácido sórbico y alumbre están entre los mejores) lo que
permite que puedan ser almacenados a temperatura ambiental durante
seis meses (Fernández-Larrea et al., 1997; Fernández-Larrea, 1999). Se
producen cuatro cepas que son usadas en una amplia variedad de cultivos para el control de un grupo importante de insectos, de nematodos y
de diferentes grupos de ácaros, entre los que están los ácaros fitófagos,
ácaros ectoparásitos de aves (Megninia gynglimura y Ornithonyssus
sylviarum), y el ácaro de las colmenas de abejas (Varroa jacobsoni Oud.).
También se ha determinado la efectividad biológica de varios aislamientos sobre C. formicarius y está en desarrollo un producto para el control
de coleópteros (tabla 6. 8) (Carreras et al., 1997; Fernández-Larrea, 1999;
Fernández et al., 2000; Rijo et al., 2001; Márquez et al., 2001a, 2001b,
2001c; Fernández et al., 2001).
Virus entomopatógenos.
Los éxitos alcanzados en la investigación, producción y uso de hongos,
bacterias y nematodos entomopatógenos contrastan con los discretos avances en la investigación y desarrollo de virus entomopatógenos. Entre los
factores que determinan esa situación esta el hecho de que el número de
instituciones y de científicos que se dedican a las investigaciones con virus es relativamente pequeño.
Entre los resultados obtenidos se destacan el aislamiento y caracterización de varias cepas de Virus de la Poliedrosis Nuclear (VPN) de T. ni,
Manduca sexta L., S. frugiperda y H. virescens y el desarrollo de una metodología para la reproducción del VPN de H. virescens y de S. frugiperda. La
metodología esta basada en la multiplicación del virus sobre las larvas de
220
Control microbial de artropodos
Tabla 6.8 Uso de Bacillus thuringiensis
Cepas
Plagas
Dosis
Cultivos/animales
Btk
(LBT-1)
Btk
(LBT-24)
Plutella xylostella, Trichoplusia ni
Mocis latipes, Spodoptera spp.
Spodoptera frugiperda
Helicoverpa zea, Spodoptera spp.
5-10 L/ha
1-2 L/ha
2-4 L/ha
4-5 L/ha
Col y berro
Pastos
Maíz y arroz
Hortalizas, raíces y
tubérculos
4-5 L/ha
5-10 L/ha
Cucurbitáceas
Tabaco
1-5 L/ha
20 L/ha
Cítricos
5-10 L/ha
3-5 L/ha
Banano
Papa
Solución al
1%*
Aves
Btk
(LBT-21)
Bt
(LBT-13)
Bt
(LBT-13)
(LBT-25)
Minadores, Erinnyis ello, Trichoplusia
ni, Diaphania hyalinata
Heliothis virescens
Manduca sexta
Spodoptera spp.
Phyllocnistis citrella
Phyllocoptruta oleivora
Polyphagotarsonemus latus
Tetranychus tumidus
Liriomyza trifolii
P. latus.
Megninia gynglimura
Ornithonyssus sylviarum
*Las aves se sumergen en una solución al 1 % que se prepara a partir de un biopreparado de una
concentración de 109 esporas y cristales/mL
su hospedante natural o de sustitución. Generalmente se utilizan larvas
de S. frugiperda que se crían con una dieta artificial o con alimento natural
(Ayala y Aquino, 1997).
Los biopreparados en base a VPN se producen en un número limitado
de CREE y no está disponible un registro estadístico central de las cantidades producidas, aunque la metodología para su multiplicación está en
fase de generalización en varias provincias desde hace varios años; lo que
indica que hay limitaciones que necesitan ser identificadas en toda su
extensión.
La estrategia actual para el uso de los VPN es la aplicación de los CO a
partir de un macerado de insectos muertos, sin purificar. Para la multiplicación se emplean tres variantes: la cría del hospedante natural o de sustitución en el laboratorio, la recolección de insectos sanos en el campo y
la colecta de insectos muertos por el virus en el campo. Para utilizar esta
última variante se precisa seleccionar localidades donde la incidencia del
221
Manejo ecológico de plagas
hospedante sea elevada, se aplica el virus y se espera entre siete y 12 días
para la colecta de los cadáveres. Los cadáveres pueden conservarse en
refrigeración por un período largo de tiempo. Esta variante es la más
económica.
Los VPNSf y VPNHv están insertados en los programas de manejo
integrado de S. frugiperda y H. virescens, en maíz y tabaco respectivamente
(Piedra et al., 1997). La primera aplicación del VPNHv en tabaco se realiza a partir de los 15 días del trasplante si en los muestreos realizados se
observan puestas de huevos y/o larvas de los primeros instares o con
una composición de la población donde las larvas con estadios superiores al 3ero no excedan del 25 % a 30 % del total, pues la composición
etárea de la población es determinante en la efectividad de los virus. La
dosis de aplicación recomendada es de 100-150 EL/ha (EL=equivalente
larval).
La disponibilidad de este grupo de entomopatógenos ha permitido
sustituir cantidades apreciables de plaguicidas que están recomendados y aprobados para el control de plagas que son susceptibles a estos
microorganismos. Los beneficios ecológicos, económicos y sociales de
este manejo son indiscutibles y están por cuantificar. Entre los
plaguicidas que han sido sustituidos total o parcialmente se encuentran: dicofol, tamarón, paratión, endosulfán, malatión y la fórmula
duple.
En la década de los 90 del siglo XX se alcanzaron avances sustanciales en el desarrollo del control microbial de insectos, ácaros y nematodos.
Entre estos destaca la construcción y puesta en marcha de tres plantas
para la producción de agentes de control microbial y una planta piloto
en el Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal del MINAG. Una
de las mayores contribuciones involucra a B. thuringiensis; se logró el
escalado y producción por cultivo sumergido que fue posible por la construcción de las tres Plantas de Bioplaguicidas; se desarrolló una formulación en polvo; se obtuvieron nuevos aislamientos y se desarrollaron
productos para el control de ácaros, nematodos y coleópteros; y se estableció un patrón nacional de referencia para el control de calidad (Carvajal, 1995; Fernández-Larrea et al., 1997; Sánchez et al., 1997a; Fernández
et al., 2001; Márquez et al., 2001c, 2001a). Otros hechos importantes
fueron el desarrollo de la fermentación en estado sólido para la producción de hongos, el aislamiento de nuevas cepas de nematodos y el perfeccionamiento de las técnicas para su reproducción, el control de ácaros
y ectoparásitos con agentes de control microbial, la obtención de nue222
Control microbial de artropodos
vas cepas de hongos para el control de nematodos, y la elaboración y
presentación de los protocolos para el registro de los productos biológicos (López, 1995; Sánchez et al., 1997b; Fernández-Larrea, 1999; Rijo et
al., 2001; Márquez et al., 2001a, 2001b).
Entre los factores que han contribuido al éxito de los resultados obtenidos están:
• El interés del Estado en el desarrollo de estrategias de manejo de
plagas ambientalmente seguras.
• La existencia de un número elevado de profesionales, con amplia
•
•
•
•
•
•
experiencia, vinculados al trabajo de control biológico en las áreas de
la investigación, la enseñanza y la implementación en la producción.
El diseño de programas de investigación que se insertan dentro de
los Programas de Investigación Científico-Técnicos Nacionales y que
tienen como objetivo principal dar respuesta a las necesidades de la
producción agrícola, de modo que se garantice la seguridad
alimentaria, con la debida calidad ambiental y además se contribuya
al desarrollo humano local. Como se puede apreciar no se trata solamente de implementar una nueva tecnología.
El hecho de que el control biológico no se ha utilizado como una
estrategia aislada, sino que se ha insertado en los programas de
Manejo Integrado de Plagas establecidos, como uno de sus componentes principales.
La amplitud de las relaciones de colaboración, intercambio e integración entre instituciones de investigación, académicas y productivas.
El nivel de organización y la infraestructura que soporta la actividad de Protección de Plantas en el país.
La infraestructura desarrollada para la implementación del control
biológico, la que incluye los CREE, las Plantas de Biopreparados y
la Planta Piloto.
El nivel cultural del campesinado cubano que ha permitido la adopción del control biológico con pleno conocimiento de sus ventajas.
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Control biológico de patógenos vegetales
Capítulo VII
CONTROL BIOLÓGICO DE PATÓGENOS
VEGETALES
INTRODUCCIÓN
El control biológico de los organismos que causan enfermedades en las
plantas está mucho menos desarrollado que el de plagas de insectos, a
pesar de que desde la más remota antigüedad se realizaban prácticas agrícolas empíricas algunas de las cuales constituyen hoy medidas de control
biológico de los patógenos vegetales. Los procedimientos para el control
de enfermedades por métodos culturales fueron perfilados 300 años a.n.e.;
hace más de 5 000 años que los campesinos chinos practicaban la rotación
de cultivos y la aplicación de abonos orgánicos con la finalidad de reducir
la incidencia de las enfermedades y de incrementar la fertilidad de los
suelos. El interés en el control biológico como método de control de enfermedades aumentó en los últimos años y aunque su desarrollo ha sido
relativamente lento el potencial que representa para el manejo de las enfermedades es enorme y al igual que el de plagas de insectos tiene un
futuro promisorio. La crisis de los sistemas agrícolas convencionales hace
que sea un imperativo del momento el desarrollo y aplicación de nuevos
métodos y técnicas de manejo de las enfermedades. El control biológico
da respuesta a muchos de los problemas de la agricultura moderna y es
uno de los componentes esenciales en el desarrollo de la agricultura sostenible. ¿Cómo contribuye el control biológico a la agricultura sostenible? Por ejemplo, con el laboreo mínimo o cero labranza, que forman
parte de las prácticas agrícolas sostenibles, se pueden crear condiciones
favorables para el desarrollo de los patógenos habitantes del suelo y
nematodos, aquí el control biológico constituye un medio para incrementar los rendimientos de los cultivos por destrucción o supresión de la
231
Manejo ecológico de plagas
fuente de inóculo de los patógenos, protegiendo a las plantas contra la
infección o incrementando la resistencia. En este capítulo se describen
los mecanismos principales involucrados en la acción de control, se exponen las estrategias desarrolladas para el manejo de antagonistas, se hace
referencia a las bacterias del género Pseudomonas y se presentan los avances de Cuba en este tema.
ORIGEN DEL CONTROL BIOLÓGICO DE PATÓGENOS
VEGETALES
Los primeros intentos de aplicación directa de control biológico de los
organismos fitopatógenos fueron realizados entre 1920 y 1940. Durante
esa época se hicieron ensayos en los que se inocularon suelos de viveros
con 13 organismos antagonistas para controlar el damping-off de las posturas de pino. Los términos control biológico de patógenos y efecto
supresivo fueron enunciados en 1931 (Cook y Baker, 1983). En las décadas del 50, 60 y 70 del siglo XX tuvo un progreso lento, esto era de esperar, pues justamente en esos años se produjo un desarrollo acelerado de
la industria de plaguicidas y salieron al mercado un numeroso grupo de
fungicidas de una efectividad muy alta.
En los años 80 del siglo XX resurge el interés en este método de control, la década se caracterizó por la realización de estudios básicos de los
organismos con mayor potencial como agentes de control biológico y el
desarrollo de metodologías para las investigaciones, así como de tecnologías para su producción masiva y comercialización.
Los últimos 15 años se caracterizaron por una intensa actividad de
investigación en todo el mundo. En estos momentos se estudian muchas
enfermedades diferentes buscando medios biológicos para su control. Esa
tendencia se refleja en la enorme cantidad de publicaciones que sobre
control biológico aparecen cada año en la literatura científica (Campbell,
1994; Wilson, 1997; Whipps, 1997; Backman et al., 1997; Wilson y
Backman, 1998; Fravel et al., 1998; Hofstein y Chapple, 1999).
Los resultados no se han hecho esperar, hasta 1995 habían ingresado
al mercado de agentes de control biológico al menos 30 productos comerciales para el control de patógenos de las plantas que habitan en el
suelo (Wilson y Backman, 1998), en contraste con la exigua cantidad
disponible en 1990.
La búsqueda acelerada de agentes de control biológico para el control
de patógenos que se trasmiten por el suelo es una respuesta a la baja
232
Control biológico de patógenos vegetales
efectividad de los fungicidas que han venido utilizándose en el tratamiento de semillas para el control de estos patógenos. En contraste con
los fungicidas foliares se presentó una situación bien diferente -que sólo
comenzó a cambiar en fecha más reciente- pues la mayoría de los
fungicidas utilizados hasta ahora para el control de patógenos foliares,
florales y de postcosecha resultaban altamente efectivos. Consideraciones de orden biológico, económico, ecológico y social han hecho cambiar el panorama.
CONCEPTO DE CONTROL BIOLÓGICO DE PATÓGENOS
VEGETALES
En la actualidad la definición de control biológico es bastante controvertida. Cook y Baker (1983) lo definieron como la reducción de la densidad
de inóculo de un patógeno o de su capacidad para producir la enfermedad
mediante la acción de uno o más organismos, excluyendo al hombre. La
capacidad para producir la enfermedad considera el crecimiento, la
infectividad, la agresividad, la virulencia y otras cualidades del patógeno o
los procesos que determinan la infección, el desarrollo de síntomas y la
reproducción.
Campbell (1989) lo definió, con más amplitud, “como cualquier método
de control de enfermedades de las plantas que utiliza organismos para reducir éstas”. El control biológico incluye, según Campbell (1989):
• La rotación de cultivos y algunos sistemas de laboreo de suelo y
prácticas de fertilización que afectan a los microorganismos
• La aplicación directa de los antagonistas a los patógenos o la aplicación de microorganismos beneficiosos a las plantas
• El uso de productos que cambian la microflora
• La mejora de plantas, conocida ésta como los cambios en el
genoma de la planta que pueden afectar la susceptibilidad a las
enfermedades y también la microflora (en la filosfera y la
rizosfera).
Esta definición tan amplia es objeto de debate. El efecto positivo de
muchas prácticas, como por ejemplo la rotación de cultivos o el uso de
materia orgánica sobre la regulación de los organismos patógenos que
habitan en el suelo es indiscutible, pero no son prácticas de control biológico, aunque de una manera indirecta contribuyan a éste.
233
Manejo ecológico de plagas
MECANISMOS DE CONTROL BIOLÓGICO
Antagonismo
Entre los organismos a considerar en el control biológico están: el patógeno, el hospedante y el antagonista. En términos biológicos un antagonista es un miembro de una interacción que interfiere con otro miembro.
En control biológico de fitopatógenos se denomina así a los organismos
con potencial para interferir con éstos. Dentro de los antagonistas se encuentran: hongos, bacterias, nematodos, protozoos, virus y plantas (ejemplo, plantas trampa).
Una de las estrategias que se ha implementado en el control biológico
de los organismos fitopatógenos está basada en la utilización de los antagonistas, los cuales pueden tener diferentes mecanismos de acción, entre
los que se encuentran: la depredación, el parasitismo (denominado comúnmente como micoparasitismo), la antibiosis y la competencia (Elad y
Misaghi, 1984). En fecha más reciente se han dado a conocer otros mecanismos como la resistencia sistémica adquirida (Sticher et al., 1997;
Martínez et al., 1999).
Micoparasitismo
Es la acción de un hongo que parásita a otro. Un antagonista puede actuar
utilizando a un hongo patógeno como fuente de alimento, al antagonista
se le denomina micoparásito, no se le llama parásito, pues en fitopatología
se considera a los hongos patógenos como parásitos, entonces el antagonista vendría a ser un «hiperparásito». Este término es utilizado por muchos autores (Sundheim y Tronsmo, 1986; Tronsmo, 1986). Es un fenómeno muy común entre todos los grupos de hongos desde los más simples Chytridiales hasta los más evolucionados Basidiomycetes (Sundheim
y Tronsmo, 1986). El micoparasitismo constituye una alternativa en el
control de los patógenos de las plantas, aunque en la práctica puede hacerse difícil explotarlo debido a que están involucrados tres organismos
diferentes en esta acción: la planta, el patógeno y el micoparásito, y cada
uno es afectado por el ambiente, las prácticas culturales y por los programas de control de plagas (figura 7.1) (Jarvis, 1983).
Los micoparásitos pueden ser biotróficos o necrotróficos, estos últimos son los que tienen mayor importancia (Tronsmo, 1986). Cuando
atacan se produce una típica exólisis, destrucción de las paredes celulares
234
Control biológico de patógenos vegetales
Figura 7.1 Interrelaciones en el control biológico
del hospedante por acción de quitinasas (basidiomicetos, ascomicetos),
celulasas (oomicetos) y por consecuencia la muerte de la célula atacada
(Chet, 1987). Entre los micoparásitos más conocidos y mejor estudiados
se encuentran los hongos del género Trichoderma, el capítulo 8 está dedicado a éstos.
Antibiosis
La antibiosis es un proceso que se define como la interacción entre organismos en la cual uno o más de los productos metabólicos (toxinas o
antibióticos) producidos por uno tiene un efecto negativo sobre el otro.
Estos metabolitos funcionan como mecanismo de control biológico. La
actividad antagónica de Agrobacterium radiobacter (Smith y Townsend) Conn
sobre Agrobacterium tumefaciens (Smith y Townsend) Conn (agalla de la
corona de los frutales de hueso) se atribuye a la producción del antibiótico Agrocin (Velikanov et al., 1994; Dickinson et al., 1995).
A pesar de que muchos microorganismos producen sustancias
antimicrobianas y el fenómeno de la antibiosis puede ser fácilmente de235
Manejo ecológico de plagas
mostrado «in vitro» (Dennis y Webster, 1971a, 1971b), es muy difícil detectar éste bajo condiciones naturales (Dubos, 1987). Esto explica porque aunque muchos antagonistas son capaces de producir antibióticos en
cultivo puro tienen muy poco efecto bajo condiciones de campo.
Competencia
La competencia ocurre cuando dos o más organismos requieren el mismo
recurso y el uso de éste por uno reduce la cantidad disponible para el otro
(Campbell, 1989). Los microorganismos compiten fundamentalmente por
recursos esenciales (carbono, nitrógeno, hierro), si éstos están en exceso
no hay competencia. La competencia por el oxígeno, el espacio y la luz
(autótrofos) también puede tener lugar.
Una forma de competencia muy especial que ha sido estudiada en detalle es la competencia por el hierro Fe3+, considerada como un importante mecanismo de control biológico. Los microorganismos pueden competir por el Fe3+ (en los ambientes en que éste se encuentra limitado)
mediante la producción de compuestos quelantes de Fe3+ denominados
sideróforos. Los diferentes sideróforos difieren en su afinidad por el hierro, los que poseen la afinidad más alta pueden secuestrar todo el hierro
o la mayor parte; si un antagonista produce mejor sideróforo que un patógeno puede privarlo de éste e impedir que se desarrolle; las bacterias del
género Pseudomonas son un ejemplo de esta forma de competencia (figura
7. 2) (Baker y Griffin, 1995).
Resistencia sistémica adquirida
La resistencia sistémica adquirida es un concepto relativamente nuevo
acerca del mecanismo fisiológico de defensa de las plantas contra patógenos
fungosos (Ricard, 2002). La visión actual de la resistencia sistémica adquirida es que varias moléculas- no necesariamente dañinas a lo patógenos
per se- son capaces de inducir respuestas de defensa en las plantas (Sticher
et al., 1997). Este mecanismo ha sido comprobado en Trichoderma harzianum
Rifai; enzimas producidas por esa especie han sido identificadas como
inductoras de la resistencia sistémica adquirida contra Botrytis cinerea
Pers.:Fr. en fresas (Martínez et al., 1999).
Un antagonista puede expresar su acción de más de una forma lo que
quiere decir que esta puede ocurrir bajo más de un mecanismo. Por ejemplo, Gliocladium spp. es un micoparásito necrotrófico, algunas especies de
236
Control biológico de patógenos vegetales
éste causan la muerte a su hospedante por secreción de antibióticos; el
antibiótico gliotoxin fue identificado como el factor clave en el control de
Pythium ultimum Trow y Rhizoctonia solani Kühn. También ejercen su acción como micoparásitos por producción de enzimas líticas que degradan
las paredes celulares de sus hospedantes y permiten la penetración de
éstos (Lumsden et al., 1996; Harman y Kubicek, 1998).
El conocimiento del modo de acción de un antagonista es un factor
decisivo para obtener éxito cuanto se pretende introducirlo en un programa de manejo de enfermedades en el que se quieren hacer aplicaciones
masivas. También es muy importante conocer las otras interacciones que
están presentes, como las que se producen entre los antagonistas y las
plantas de cultivo. El estudio de las relaciones entre Trichoderma y las
plantas abre perspectivas novedosas para su uso (Martínez et al., 1999;
Ricard, 2002).
ESTRATEGIAS DESARROLLADAS EN EL MANEJO DE
ANTAGONISTAS
Manejo de antagonistas residentes
Esta estrategia se fundamenta en la conservación del antagonista como
enemigo natural a través del manejo del ambiente. En ésta las prácticas
acción sobre
Especies de Pseudomonas fluorecentes
Especies de Fusarium
Mediante inhibicion del crecimiento
Por competencia con el Fe
3+
3+
El Fe
es necesario para la germinacion penetración e infección
Figura 7. 2 Mecanismo de acción de Pseudomonas spp. sobre Fusarium spp.
237
Manejo ecológico de plagas
culturales juegan un rol importante; se trata de modificar el ambiente,
por ejemplo, añadiendo materia orgánica al suelo, de este modo los antagonistas nativos manifiestan el máximo de su potencial antagónico contra los fitopatógenos.
Los mecanismos de acción y el efecto de varios tipos de materia orgánica sobre la sobrevivencia y multiplicación de los patógenos de las plantas que se transmiten por el suelo han sido objeto de numerosas investigaciones en los últimos años. Existen innumerables referencias de
patógenos que han sido controlados con enmiendas orgánicas al suelo,
entre los que se encuentran: Fusarium spp., Phytophthora cinnamomi Rands.
Macrophomina phaseolina (Tassi) Goidanich, Rhizoctonia solani, Sclerotium spp.,
Streptomyces scabiei (ex Thaxter) Lambert y Loria, y numerosas especies de
nematodos fitoparásitos (tabla 7. 1).
Una de las más conocidas es el uso de materia orgánica para el control
de S. scabies (sarna de la papa); la materia orgánica verde incorporada en la
plantación incrementa la actividad microbiana de los antagonistas de
Streptomyces (Muhammad et al., 1995). En Australia quedó demostrado que
el aumento del nivel de materia orgánica en suelos infestados con P. cinnamoni
en aguacate resultó en el control de la enfermedad (Costa et al., 1996).
La materia orgánica puede actuar por varias vías, mejorando la estructura del suelo, la nutrición de las plantas, así como afectando a los patógenos.
Se ha demostrado que la mayor influencia de la materia orgánica sobre los
patógenos vegetales es a través de modificaciones de las actividades
microbianas. El control biológico de estos patógenos se produce por
inactivación o lisis de las esporas, esclerocios o hifas, directamente seguido
de un corto período de estimulación del crecimiento. La producción de
antibióticos, la competencia por los nutrientes y el parasitismo son los
mecanismos de acción a través de los cuales se ejerce el control.
Esta es una estrategia con la que se han obtenido buenos resultados y
es una de las que más puede contribuir al desarrollo de la agricultura
sostenible, además se enmarca dentro del aumento y conservación por
mecanismos naturales, pero todavía falta mucho por evaluar para poder
aprovechar todo el potencial que los antagonistas residentes pueden exhibir si se estimula el aumento y conservación de sus poblaciones.
Introducción de antagonistas
La atención de los investigadores en la mayor parte del mundo se concentra en esta estrategia (Cook, 1993), la cual se dirige en lo fundamental a
238
Control biológico de patógenos vegetales
Tabla 7. 1 Enmiendas orgánicas que regulan patógenos
Enmiendas
Patógenos
Cultivos
Referencias
Quitina
Meloidogyne spp.
Meloidogyne incognita
trébol blanco
flores de bulbo
Brown et al., 1996
Tsay et al.,1995
Rhizoctonia solani
Sclerotium rolfsii
Jeyarajam, 1989
Torta de nim
Fusarium oxysporum
M. incognita
berenjena
Kumar y Vadivelu, 1996
Torta de higuereta
Tallos secos de trigo, arroz,
Streptomyces scabiei
papa
Muhammad et al., 1995
maíz, caupí, alfalfa y soya
Porciones de trébol egipcio,
M. incognita
girasol
Abadir et al., 1996
arroz, tagetes, tevetia y trigo
Pulpa de café composteada
Meloidogyne javanica
tomate
Zambolim et al., 1996
Meloidogyne spp.
jengibre
Dohroo et al., 1994
Torta de nim y torta de mostaza M. incognita
caupí
Torta de nim y polvo de datura
M. javanica
quimbombo
Umarao y Goswami,
1996
Ehteshamul et al., 1996
Gallinaza
Macrophomina phaseolina
Pratylenchus spp.
maíz
Gapasin, 1995
Torta de girasol
Bagazo de aceitunas
S. rolfsii
M. incognita
maní
tomate
Kulkarni et al., 1995
D’Addabbo y
tomate
Sasanelli,1997
D’Addabbo et al., 1997
Torta de nim y polvo de
agujas de pino
Residuos de olivo
M. incognita
Sustancias húmicas
Alternaria alternata
Fusarium culmorum
Moliszewska y
Torta de nim
Plasmodiophora brassicae
mostaza
Pisarek,1996
Chattopadhyay, 1996
Residuos de césped
Residuos de col
Phytophthora cinnamomi
Didymella bryoniae
aguacatero
melón de agua
Costa et al.,1996
Keinath, 1996
la introducción del antagonista al suelo, para controlar patógenos que
tienen éste como hábitat, ya que el control de éstos por medios convencionales se hace más difícil. El desarrollo de investigaciones para el control de enfermedades foliares y post-cosecha data de una fecha más re239
Manejo ecológico de plagas
ciente (Wilson y Wisniewski, 1995; Wilson M., 1997; Chalutz y Droby,
1998).
Las enfermedades de los patógenos que se trasmiten por el suelo se
controlaban tradicionalmente con prácticas culturales como rotación de
cultivos, laboreo y adición de abonos orgánicos (Bailey, 1997). En la actualidad no queda la menor duda de que los microorganismos aplicados
al suelo pueden reducir el efecto de los patógenos sobre las plantas; se
han realizado muchos trabajos en diferentes partes del mundo que documentan bien esta afirmación (Mukhopadhayay, 1994). Sin embargo, aún
resultan insuficientes los sistemas de control biológico disponibles a escala comercial para el control de enfermedades de las raíces en las condiciones de la producción agrícola.
Los suelos generalmente poseen comunidades biológicas estables y
equilibradas, esto hace que el establecimiento de un antagonista después
de su introducción se haga difícil, produciendo cambios en el ambiente
puede ser posible que el organismo introducido encuentre un lugar en la
nueva comunidad. Estos cambios pueden ser en las prácticas de cultivo,
en el laboreo del suelo, en el régimen de riego, en el manejo de la materia
orgánica, el uso de la solarización, la disminución de la dosis de plaguicidas
o eliminación de éstos, etc. Cuando el antagonista queda establecido puede proteger a la planta de los patógenos.
Hasta aquí se ha visto que el control biológico puede ser realizado
por cambios en el ambiente que estimulan las poblaciones microbianas
o por introducción directa y aplicación de antagonistas. Esta última técnica es más aceptada en la producción agrícola que la manipulación del
ambiente y aunque hay un grupo de hongos importantes que tienen
potencial para el control biológico así como bacterias de los géneros
Pseudomonas y Bacillus (Thomashow y Weller, 1995; Berger et al., 1996)
es realmente insignificante la cantidad de productos que se comercializan para el control de enfermedades. El obstáculo principal en el uso de
antagonistas ha estado en la falta de tecnologías adecuadas que permitan su reproducción y formulación como productos comerciales para su
posterior liberación.
ANTAGONISTAS UTILIZADOS COMO AGENTES DE
CONTROL BIOLÓGICO
Entre los agentes de control biológico más estudiados se encuentran los
organismos pertenecientes a los siguientes géneros: Streptomyces,
240
Control biológico de patógenos vegetales
Pseudomonas, Agrobacterium, Bacillus, Ampelomyces, Trichoderma y Gliocladium
(Wilson 1997, Wilson y Backman 1998), de éstos, Trichoderma es uno de
los más promisorios (Chet, 1987; Baker, 1991; Elad, 1996; Tronsmo y
Hjeljord, 1998; Ricard, 2002).
La literatura científica que se refiere al control de enfermedades con
agentes de control biológico es vasta; generalmente describe resultados
obtenidos en condiciones de casa de cristal y laboratorio, pero aún resulta
insuficiente la que muestra resultados obtenidos en condiciones de campo. De hecho es así porque del elevado número de antagonistas probados
en condiciones controladas y semicontroladas muy pocos resultan efectivos en condiciones de producción, generalmente se obtienen resultados
que varían mucho en el tiempo y con el tipo de suelo. De ahí la importancia de las pruebas en condiciones de producción para el desarrollo de un
agente de control biológico.
El número de antagonistas realmente efectivos es reducido y prácticamente se limita a dos grupos de organismos: los hongos, entre los que se
destacan las especies pertenecientes al género Trichoderma y las bacterias,
fundamentalmente de los géneros Pseudomonas y Bacillus. El capítulo 8
está dedicado al género Trichoderma.
Pseudomonas
Las bacterias antagonistas del género Pseudomonas se encuentran entre los
agentes de control biológico más promisorios, también tienen acción como
promotoras del crecimiento de las plantas. Al igual que Trichoderma están
entre los pocos microorganismos que se han formulado y comercializado
como agentes de control biológico. Entre las características que hacen
posible su uso se encuentran:
Fácil aislamiento del suelo
Rápido crecimiento “in vitro”
Requerimientos nutricionales sin grandes exigencias
Identificación poco compleja
Habitante común del suelo, especialmente de la rizosfera, lo que
posibilita que crezcan y colonicen muy bien la raíz cuando son introducidas artificialmente
• Producción de antibióticos y sideróforos que son activos en el suelo
• Estimulación del crecimiento de las plantas
•
•
•
•
•
241
Manejo ecológico de plagas
Las dos especies más estudiadas son Pseudomonas fluorescens (Trevisan)
Migula y Pseudomonas putida (Trevisan) Migula (Laha et al., 1996). Su efectividad en el control de hongos y bacterias se atribuye a la propiedad que
tienen de excretar metabolitos con acción antibiótica, compuestos volátiles como el cianuro de hidrógeno (HCN) y sideróforos. En dependencia
de la cepa de que se trate predominará la acción de uno u otro mecanismo, aunque lo más frecuente es que actúen de conjunto (Fujimoto et al.,
1995; Thomashow y Weller, 1995). P. fluorescens (cepa 2-79) se encuentra
entre los agentes de control biológico más efectivos de Gaeumannomyces
graminis var. tritici J. Walker.
Antibiosis
Muchas especies de Pseudomonas producen antibióticos “in vitro”, éstos se
pueden encontrar en los filtrados de cultivos libres de células y se ha
comprobado que duplican los efectos del agente que lo produce. Los
antibióticos fenacin-1-ácido carboxílico y 2,4 diacetilfloroglucinol producidos por P. fluorescens 2-79 y P. fluorescens CHAO respectivamente, se aislaron de su hábitat natural (Thomashow y Weller, 1990).
Competencia
La producción de sideróforos permite que Pseudomonas ejerza una competencia activa (Baker y Griffin, 1995). La competencia se produce por el
Fe+3 en ambientes donde éste se encuentre en bajas concentraciones
(Weller, 1988; Glick y Basham, 1997). Las bacterias del género Pseudomonas
sintetizan sideróforos, los cuales son sustancias químicas que se producen cuando hay escasez de hierro, éstos se enlazan a cationes, especialmente al Fe+3, y ayudan al transporte dentro del organismo.
Los diferentes organismos, incluyendo las plantas superiores, producen sideróforos que difieren en su afinidad por el Fe+3. La competencia ha
sido estudiada en detalle por varios investigadores en la relación
Pseudomonas-Fusarium, dado que en la regulación natural del patógeno (suelos supresores) se ha encontrado presente la bacteria (Thomashow y
Weller, 1995).
¿Como funciona este mecanismo? Diferentes especies de Fusarium producen clamidosporas como un mecanismo de sobrevivencia, éstas requieren Fe+3 para la germinación, Fusarium produce sideróforos para capturar
el Fe+3 necesario para ese proceso. En un ambiente donde existe una alta
242
Control biológico de patógenos vegetales
disponibilidad de Fe+3 no hay competencia, las clamidosporas germinan y
se produce la infección, al tener posibilidad el patógeno de colonizar la raíz.
En el suelo la competencia por el Fe+3 está determinada por el pH. El
análisis de la siguiente ecuación, facilita la comprensión de este proceso.
3H+ + Fe(OH)3
Fe+3 + 3H2O
En un suelo con pH, bajo el equilibrio estará desplazado hacia el Fe+3,
pero si el pH es elevado, el hierro, aunque sea abundante, está en una
forma altamente insoluble y en esas condiciones es que se establece una
intensa competencia en la rizosfera. En la competencia ganará el organismo que produzca los sideróforos con la más alta afinidad. Entre los
sideróforos de más alta afinidad se encuentran los producidos por
Pseudomonas, por eso en suelos con pH altos, en presencia de la bacteria se
manifiestan poco las enfermedades producidas por Fusarium.
AFINIDAD POR EL Fe+3
ALTA
BAJA
sideróforos >> sideróforos > EDDHA >> sideróforos > EDTA
P. putida
hospedante
Fusarium
Se caracterizaron químicamente dos sideróforos producidos por
Pseudomonas del grupo fluorescentes: pyoverdine (pigmento amarillo verdoso) y pseudobactin, y se realizaron ensayos comparativos con los agentes quelantes artificiales EDDHA (ácido etilendiaminodi-o hidroxifenil
acético) y EDTA (ácido etilendiaminotetraacético). Se demostró que el
sistema de sideróforos del antagonista compite y controla el patógeno.
Hasta aquí se ha visto que el control biológico es una estrategia prometedora dentro del manejo de enfermedades en los sistemas agrícolas
sostenibles. El antagonismo microbiano, junto con otros métodos no químicos y el manejo del ambiente a través de prácticas culturales son estrategias a las que se dará prioridad en el futuro.
CONTROL BIOLÓGICO DE ENFERMEDADES EN CUBA
Una de las características más notables de actual sistema de manejo de
plagas en Cuba es la drástica reducción en el uso de plaguicidas químicos.
Los éxitos alcanzados en la búsqueda de alternativas para el control de
plagas de insectos han permitido que está sea más marcada en el caso de
243
Manejo ecológico de plagas
los insecticidas, situación bien diferente es la que se presenta con los
fungicidas, sobre todo para aquellos de amplio espectro que se recomiendan para el control de patógenos foliares.
La tendencia actual en el manejo de enfermedades es ir a la búsqueda
de alternativas al control químico. En la década de los 80 del siglo XX se
iniciaron numerosos ensayos con la finalidad de desarrollar agentes de
control biológico, fundamentalmente para la regulación de patógenos que
habitan en el suelo. Tal como sucedió en la mayor parte de la comunidad
científica que se ocupa de este tema, las investigaciones con hongos antagonistas se concentraron en Trichoderma, los resultados de esos estudios
se presentan en el capítulo 8.
Paralelo al desarrollo de agentes de control biológico de patógenos que
habitan en el suelo se investiga en la búsqueda de agentes de control
biológico de patógenos foliares, basados principalmente en Trichoderma,
Pseudomonas y Verticillium (Pérez y Echemendía, 1993, 1994; Martínez et
al., 1994; González et al., 1995; González y Martínez, 1996, 1998; Pérez,
1999; Díaz de Villegas, 1999; Villa, 1994, 1999; Alfonso y Villa, 2001;
González, 2001; Villa et al., 2000a, 2001; Martínez, 2001).
Pseudomonas
Las investigaciones con Pseudomonas comenzaron en la década de los 90
del siglo pasado. En ensayos realizados “in vitro” se encontraron aislamientos que inhibieron el crecimiento de los hongos Alternaria solani
Sorauer, R. solani, S. rolfsii y M. phaseolina entre 80 % y 100% (Villa, 1994).
Los estudios que se realizan actualmente tienen como objetivo fundamental la producción de metabolitos antifúngicos para el control de
patógenos foliares y del suelo (Díaz de Villegas, 1999; Villa et al., 2000b,
2001).
En Cuba en el desarrollo de Pseudomonas como agente de control
biológico no se ha considerado la producción artesanal, a diferencia
del resto de los organismos que se utilizan en el control microbial. Se
desarrolló una tecnología para la producción industrial de metabolitos
antimicrobianos y sideróforos por fermentación sumergida mediante
un sistema Batch incrementado, en un medio constituido por ácido
glutámico, nitrato de amonio, fosfato de potasio, cloruro de sodio y
sulfato de sodio. El producto final denominado Gluticid se presenta
en forma de polvo humedecible (Díaz de Villegas, 1999; Villa et al.,
2001).
244
Control biológico de patógenos vegetales
El aislamiento de Pseudomonas sp., cepa PSS a partir del cual se obtuvo
el Gluticid fue identificado como Pseudomonas aeuroginosa (Schroeter)
Migula (Villa et al., 2000a). En ensayos realizados en condiciones controladas, en parcelas experimentales y en el campo para el control de enfermedades foliares y del suelo se encontró que Gluticid reduce la afectación
por Phytophthora nicotianae (Breda de Haan) (en tabaco), Phytophthora
infestans (Mont.) de Bary (en papa), A. solani (en papa y tomate), Peronospora
tabacina (D.B. Adam) (en tabaco) (tabla 7.3), Uromyces phaseoli (Pers.) Wint.
(en frijol común), Pseudoperonospora cubensis (en pepino) y Mycosphaerella
fijiensis M. Morelet (en banano) (Villa et al., 2000a, 2001). P. aeuroginosa
(cepa PSS) también tiene efecto sobre Curvularia gudauskasii y Curvularia
senegalensis que atacan la semilla agámica y botánica de la caña de azúcar.
La mayor contribución del Gluticid está en la protección preventiva y al
inicio de la incidencia de los patógenos, es además una nueva alternativa
para la agricultura urbana.
Tabla 7.3 Efectividad de Gluticid sobre P. tabacina en tabaco y A. solani en
tomate (Villa et al., 2001).
Tratamientos
Gluticid
Mancozeb 80 PH
Testigo
Peronospora tabacina
Alternaria solani
Porcentaje de afectación Porcentaje de afectación
1
2
3
1
2
3
5.0
5.2
5.1
2.30
6.21
11.02
4.85
6.3
4.95
2.59
5.92
10.24
7.7
7.0
11.25
2.62
10.71
30.19
4
40.21
39.17
62.21
a
Mancozeb se aplicó a dosis de 2.4 kg/ha.
La solución final de Gluticid tenía una concentración de 200 ppm, se aplicaron 5 l/parcela
equivalente a 1g/parcela.
c
Las aplicaciones de Gluticid se realizaron con una frecuencia semanal.
b
Verticillium
Es uno de los agentes de control biológico que mayor potencial tiene para
la agricultura sostenible, por la diversidad de organismos que puede regular; está presente en las principales regiones cafetaleras de Cuba. En condiciones naturales se puede encontrar parasitando varios de los organismos
nocivos que tienen como hospedante este cultivo, entre los que se encuentra la roya Hemilea vastatrix Berkeley y Broome (González et al., 1995).
El cafeto se cultiva casi exclusivamente en las tres regiones montañosas del país (Martínez, 1996). En la región oriental se produce el 80 %, el
14 % en la zona central y en la región occidental el 6 %; se siembra bajo
245
Manejo ecológico de plagas
sombra, en sistemas agroforestales donde las temperaturas son frescas, la
humedad relativa alta y las precipitaciones frecuentes, la radiación solar
al no incidir directamente sobre las plantas proporciona una menor iluminación, ese conjunto de condiciones favorecen que Verticillium lecanii
(Zimmerman) Viégas pueda encontrarse presente durante todo el año
(González, 2001).
Pero la sola presencia de V. lecanii no basta para que exista una regulación natural eficiente. Se ha observado que el parasitismo de H. vastatrix
por V. lecanii en condiciones naturales tiene una efectividad baja, debido
que el antagonista presenta una distribución muy limitada en el campo y
en los meses de mayor infección de la roya los porcentajes de parasitismo
son muy bajos.
La pústula de la roya es atacada cuando tiene un estado de desarrollo
avanzado, el cubrimiento de las pústulas por V. lecanii (porcentaje de intensidad) en la mayoría de los casos presenta valores muy bajos, incluso
menores que el 1 %, las hojas afectadas por la roya caen al suelo rápidamente y en el período de mayor incidencia de la roya las condiciones
ambientales no son totalmente favorables al desarrollo del antagonista
(Martínez, 2001). Por esa razón es importante la búsqueda de aislamientos nativos efectivos que puedan ser reproducidos por los métodos establecidos y utilizados como agentes de control biológico de la enfermedad.
Se determinó que cepas nativas de V. lecanii tienen un marcado efecto
sobre la germinación y morfología de uredosporas de H. vastatrix. En presencia de una suspensión conidial de V. lecanii (cepas Vl-01 y Vl-02) la
germinación de uredosporas fue 0 % y la deformación de 93.50 % y 89.50 %
respectivamente. Las uredosporas pierden el color amarillo-naranja típico,
adquieren una tonalidad más clara, que se convierte en gris, hasta que finalmente se tornan de color pardo oscuro (González y Martínez, 1996). El
parasitismo de ambas cepas, en condiciones controladas, alcanzó valores
de 100 % y 97.30 % respectivamente (González y Martínez, 1998).
Se plantea la necesidad de evaluar estas cepas en condiciones de producción, ya que V. lecanii constituye una alternativa valiosa en la regulación de
H. vastatrix y otros organismos nocivos, y podría ser incorporado al sistema
de lucha biológica en el marco del programa de manejo integrado del cafeto. En ese cultivo está aprobado el uso de un grupo de plaguicidas (Cuba,
2002), algunos de los cuales tienen efecto nocivo sobre V. lecanii y otros
organismos benéficos que forman parte del agroecosistema cafetalero.
Además de los agentes de control biológico antes mencionados, existen otros en los que el trabajo se encuentra en fase experimental. Se rea246
Control biológico de patógenos vegetales
lizaron ensayos con el biopreparado de origen bacteriano Rizobac para
evaluar su efecto sobre el desarrollo de Capnodium spp., en cafeto (González
et al., 2001) y sobre Fusarium spp., en gladiolo (Hernández et al., 2001).
En cafeto se evaluaron diferentes dosis y momentos de aplicación, se logró disminuir el alto índice de afectación que causa ese patógeno y estimular el crecimiento vegetal en el cultivo; en gladiolo se logró un 100 %
de control, además de estimularse el crecimiento vegetal en el cultivo y
acortar la fase se emisión de la espiga e incrementar la calidad de la flor.
Bacillus subtilis (Ehrenberg) Cohn
Está entre las bacterias antagonistas objeto de estudio. En un ensayo realizado para determinar su efectividad sobre cuatro patógenos asociados a
las semilla de arroz, Alternaria padwickii (Ganguley) M.B. Ellis, Bipolaris
oryzae, Fusarium moniliforme Sheld. y Sarocladium oryzae (Sawada) W. Gams
y D. Hawksw. se encontraron porcentajes de control superiores a 72 %
(Cruz y Heredia, 2001).
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254
Control biológico de patógenos vegetales
Capítulo VIII
TRICHODERMA SPP. COMO AGENTE DE
CONTROL BIOLÓGICO
INTRODUCCIÓN
Entre las estrategias que se han implementado para el control biológico
de los organismos fitopatógenos se encuentra la utilización de
microorganismos antagonistas, entre los más estudiados y utilizados están los hongos pertenecientes al género Trichoderma Persoon ex Gray, 1821.
Aislamientos de varias especies, entre las que sobresalen Trichoderma
harzianum Rifai, Trichoderma viride Pers.: Fries, y Trichoderma hamatum (Bon.)
(Tronsmo y Hjeljord, 1998), se han utilizado con éxito en una variedad
amplia de cultivos (algodonero, toronja, manzano, vid, fresa, zanahoria,
cebolla, tomate, lechuga, pimiento, tabaco), contra patógenos que se trasmiten por el suelo y las semillas, patógenos foliares y de los productos
almacenados (Chet e Inbar, 1994: Björkman, 1995; Wilson y Backman,
1998; Khetan, 2001). El propósito de este capítulo es abordar aspectos
claves del conocimiento de los hongos pertenecientes al género Trichoderma
que ayudaran a una mejor comprensión de su utilidad, exponer el estado
de las investigaciones y uso en Cuba y presentar un estudio de caso que
ilustra las diferentes etapas de la metodología de investigación para hallar
aislamientos de Trichoderma efectivos en el control de un patógeno foliar:
Alternaria porri (Ellis) Cif.
MECANISMOS DE ACCIÓN ANTAGÓNICA
En el capítulo siete se hizo referencia a los mecanismos de acción antagónica: micoparasitismo, antibiosis y competencia por los nutrientes, el conocimiento de los mismos es un requisito para la elaboración de un pro255
Manejo ecológico de plagas
grama de control biológico exitoso. Estos mecanismos no son mutuamente excluyentes, Trichoderma puede actuar fundamentalmente a través
de uno, por la acción combinada de varios de éstos o por otros que no
caen en ninguna de estas categorías clásicas, como la resistencia sistémica
inducida, lo cual dependerá de la raza del antagonista, la planta, el patógeno objeto de control y de las condiciones ambientales. Un caso donde
los mecanismos de control biológico han sido estudiados en detalle es el
de la interacción Botrytis-Trichoderma. El control de Botrytis por Trichoderma,
en uvas, ocurre mediante la competencia por los nutrientes y por
micoparasitismo de los esclerocios, lo que resulta en la supresión de la
habilidad del patógeno para causar y perpetuar la enfermedad (Elad et al.,
1994; Elad et al., 1995; Wilson, 1997).
Micoparasitismo
El micoparasitismo como mecanismo de acción antagónica en Trichoderma
ha sido ampliamente estudiado (Chet, 1987; Chet e Inbar, 1994; De la
Cruz et al., 1995a, b), parte de estos estudios han sido publicados en
extensas revisiones (Baker, 1987; Whipps et al., 1988; Lorito, 1998; Chet
et al., 1998).
Este es un proceso complejo que ocurre en cuatro etapas (figura 8.1),
el desarrollo de cada una depende de los hongos involucrados, de la acción biotrófica o necrotrófica del antagonista y de las condiciones ambientales. En los estudios de Chet (1987) y Chet et al. (1998) se puede
encontrar una explicación detallada de cada una de estas etapas.
• Crecimiento quimiotrófico. El quimiotropismo positivo es el cre-
cimiento directo hacia un estímulo químico (Chet, 1990). En la etapa inicial, de localización del hospedante, las hifas de Trichoderma
crecen en dirección al patógeno como respuesta a un estímulo químico, se ha demostrado que Trichoderma puede detectar a distancia a
sus posibles hospedantes.
• Reconocimiento. La segunda etapa es el reconocimiento. Las investigaciones realizadas a lo largo de muchos años con un número
considerable de razas de Trichoderma y de especies de hongos
fitopatógenos han demostrado que éste es efectivo sólo contra
patógenos específicos. Bell et al. (1982) detectaron en un experimento en cultivo dual que Trichoderma puede tener una efectividad
elevada sobre un aislamiento de un patógeno y tener un efecto mí256
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
Figura 8.1 Mecanismos de acción antagónica de Trichoderma
nimo sobre otro aislamiento de la misma especie. El conocimiento
de esta especificidad condujo a la idea de que el reconocimiento
molecular entre Trichoderma y el hospedante es el evento esencial
que precede al proceso antagonista (Chet et al., 1998). El reconocimiento se realiza a través de interacciones lectinas-carbohidratos.
Las lectinas son proteínas enlazadas a azúcares o glicoproteínas las
cuales aglutinan células y están involucradas en las interacciones
entre los componentes de la superficie de las células y su ambiente
extracelular (Barondes, 1981 citado por Chet et al., 1998). La producción de lectinas se ha investigado en Rhizoctonia solani (Künh)
(Barak y Chet, 1986) y Sclerotium rolfsii (Sacc.) (Barak y Chet, 1990).
En todos los casos se encontraron evidencias directas de que las
lectinas están involucradas en el micoparasitismo (Inbar y Chet,
1992, 1994).
• Adhesión y enrollamiento. Si la respuesta de reconocimiento es
positiva las hifas de Trichoderma se adhieren a las hifas del hospedante
mediante la formación de estructuras parecidas a ganchos y
apresorios, y se enrollan alrededor de éstas (Golgman et al., 1994).
Esta es la fase que precede el inicio de la actividad de enzimas líticas.
• Actividad lítica. En esa etapa ocurre la producción de enzimas líticas
extracelulares, fundamentalmente quitinasas, gluconasas y
257
Manejo ecológico de plagas
proteasas, que degradan las paredes celulares y posibilitan la penetración (Haran et al., 1996). Los puntos donde se produce la lisis y
aparecen los orificios por donde penetra el micoparásito en las hifas
del hongo hospedante, pueden ser observados al microscopio electrónico. La actividad de las enzimas quitinolíticas ha sido estudiada
extensivamente, así como su función en el micoparasitisismo (Lorito,
1998). Elad et al. (1982) recomendaron que los aislamientos de
Trichoderma pueden ser seleccionados como agentes de control biológico en base a su capacidad para producir β-1,3-D glucanasa y
quitinasa en presencia de quitina y glucan.
Antibiosis
Muchas razas de Trichoderma producen metabolitos secundarios volátiles
y no volátiles, algunos de los cuales inhiben otros microorganismos con
los que no hacen contacto físico, tales sustancias inhibitorias son consideradas antibióticos (Hjeljord y Tronsmo, 1998). Dennis y Webster (1971a)
se encuentran entre los primeros investigadores en realizar los trabajos
más completos acerca del papel de los antibióticos producidos por hongos del género Trichoderma sobre los patógenos de la plantas. Ellos relacionaron la actividad antibiótica de Trichoderma con compuestos no volátiles, entre los que se encontraba uno identificado como trichodermin y
otros antibióticos peptídicos. Más tarde encontraron que la actividad
antibiótica de algunos aislamientos era debida a la producción de compuestos volátiles y notaron que de los aislamientos más activos se desprendía un fuerte olor a coco (Dennis y Webster (1971b).
En la primera mitad de la década de los 80 del siglo pasado, el criterio
prevaleciente, resumido por Chet (1987) era que aunque muchos aislamientos de Trichoderma podían producir sustancias inhibitorias la evidencia de su importancia en el control biológico era insuficiente. Entre los
elementos que ayudaron a sustentar esta afirmación se encontraba el hecho de que los antagonistas más efectivos pertenecían a la especie T.
harzianum y cuando su actividad fue estudiada ningún antibiótico típico
pudo ser detectado. Esta opinión fue cambiando en la medida en que se
obtuvieron nuevos resultados.
Los estudios de Lifschitz et al. (1986) demostraron que los antibióticos
producidos por Trichoderma eran efectivos en el control de Pythium spp. en
chícharo. Claydon et al. (1987) identificaron antibióticos volátiles del tipo
de las pironas (5,6-dimetoxi-4-didroxy -3-(2-metil-1-oxohex-4-enyl)-2258
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
pirona) producidos por T. harzianum, con acción sobre varios hongos, cuando esos antibióticos fueron adicionados a una mezcla de suelo y turba se
redujo significativamente la incidencia de R. solani.
Se han identificado nuevos metabolitos con actividades antifúngicas y
se ha ido profundizando en el rol que juega la antibiosis como mecanismo
de control biológico (Velikanov et al., 1994; Shkalikov y Shekhovtsova,
1994; Filipchuk et al., 1995; Correa et al., 1995). La estructura y proceso
de biosíntesis de algunos de estos metabolitos ha sido estudiada y se ha
evaluado la capacidad de biosíntesis de Trichoderma y Gliocladium como un
criterio para su aplicación como agente de control biológico (Dickinson et
al., 1995).
Competencia
La presencia de Trichoderma en suelos agrícolas y naturales en todo el
mundo se considera la primera evidencia de que éste es un excelente
competidor por el espacio y los recursos nutricionales. Trichoderma está
biológicamente adaptado para una colonización agresiva de los nutrientes
disponibles y para sobrevivir en forma de clamidosporas o conidios cuando éstos son escasos. La rápida velocidad de crecimiento, esporulación
abundante y rango amplio de sustratos sobre los que puede crecer hace
que sea muy eficiente como saprofito y cuando se usa como agente de
control biológico, en situaciones que involucren alguna forma de competencia por los nutrientes (Hjeljord y Tronsmo, 1998).
La competencia puede producirse por tejidos necróticos, exudados de
las plantas y sitios lesionados o con heridas. Un ejemplo típico de competencia por tejidos necróticos es el que se presenta entre Trichoderma y dos
patógenos necrotróficos como Botrytis spp. y Sclerotinia spp. que invaden
los tejidos senescentes y muertos de las plantas y de allí pasan a los tejidos sanos. Las aplicaciones de Trichoderma sobre la vid durante la floración retardan la colonización por Botrytis, por competencia por los tejidos
senescentes y reducen el nivel de la enfermedad en los frutos (Elad y
Kirshner, 1993; Elad, 2000).
El conocimiento de la competencia por el exudado de las plantas entre
Pythium spp. y Trichoderma ha sido utilizado con éxito para establecer un
sistema de control biológico de este patógeno (Harman y Björkman, 1998);
diferentes especies de Pythium responden muy rápido al exudado de las
semillas, los esporangios germinan e infectan éstas en unas pocas horas
(4-6) después de la siembra en un suelo infestado, el tratamiento de las
259
Manejo ecológico de plagas
semillas con Trichoderma reduce la germinación de lo esporangios (Harman
y Nelson, 1994), dicha reducción se atribuye a la competencia por los
estimulantes de la germinación. La competencia por los nutrientes en los
sitios donde se han producido heridas también ha sido aprovechada con
éxito en el control biológico, un ejemplo clásico es del control de
Chondrostereum purpureum (Pers.:Fr.) Pouzar con T. viride (Grosclaude et
al., 1973).
En condiciones naturales muchas veces resulta complejo conocer si
dicho mecanismo está envuelto en la regulación. Las enmiendas al suelo
con materia orgánica o la infestación artificial de éste con diferentes densidades de inóculo de los patógenos y del agente de control biológico han
sido utilizadas para investigar la competencia.
CONTROL BIOLÓGICO CON TRICHODERMA EN DIFERENTES
AMBIENTES
El control con Trichoderma puede realizarse en los diferentes ambientes
donde se produce el ataque de los patógenos. La selección del método de
aplicación se hace teniendo en cuenta los patógenos que se pretenden
controlar y el sitio de la planta donde se produce el ataque. El control se
aplica a las semillas; al suelo; en la superficie aérea, a las flores, frutos y
hojas y a los productos cosechados, en éstos últimos es muy difícil lograr
un control efectivo y hasta el presente es donde menor desarrollado se ha
alcanzado (Tronsmo y Hjeljord, 1998). En la tabla 8.1 aparecen
biopreparados que han sido registrados y comercializados para su uso en
el control de patógenos en diferentes ambientes.
Control biológico en las semillas. El tratamiento de semillas tiene
dos objetivos. El primero es la protección; se define como la habilidad del
tratamiento para proteger las semillas contra los agentes patógenos que
ésta conlleva o de los que habitan en el suelo, para este propósito necesita
ser efectivo en un período corto de tiempo que puede ir de 7 a 14 días. El
segundo es la protección en el tiempo de las partes subterráneas de la
planta; algunas cepas de Trichoderma tienen habilidad para competir en la
rizosfera y son capaces de colonizar la raíz y el espacio adyacente a ésta a
partir de la semilla tratada (Harman y Björkman, 1998).
Este es uno de los métodos más utilizados por las ventajas que ofrece.
En primer lugar facilita el establecimiento de Trichoderma en la rizosfera
de la planta, se pueden tratar de una vez cantidades grandes de semillas
con mucha eficiencia y la cantidad de Trichoderma que se necesita es rela260
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
Tabla 8.1 Biopreparados registrados basados en Trichoderma spp.
Especie
Producto
Productor
T. harzianum (raza 1295-22)
RootShield
BioWorks
T-22 Planter Box
T. harzianum + T. viride
Promote
JH Biotech
T. harzianum (ATCC 20475) +
T. polysporum (ATCC 20475)
Binab T
Bioinnovation AB
T. harzianum (raza T-39)
Trichodex
Makhteshim
Chemical Works
T. virens (G20)
SoilGard
Termo-Trilogy
Patógeno a controlar
Pythium spp.
Rhizoctonia solani
Sclerotinia homoeocarpa
Fusarium spp.
Botrytis cinerea
Pythium spp.
R. solani.
Fusarium spp.
Chondrostereum purpureum
Endothia parasitica
Verticillium malthousei
Heterobasidium annosum
Armillaria mellea
Ceratocystis ulmi
B. cinerea
Uncinula necator
Erysiphe cichoracearum
Phytophthora spp.
Thielaviopsis spp.
Pythium spp.
Fusarium spp.
Sclerotinia spp.
Sclerotium rolfsii
R. solani
tivamente pequeña si se compara con la que se adiciona al sustrato para la
siembra en semilleros o para la aplicación directa al campo, lo que resulta
mucho más económico.
El tratamiento puede realizarse por diferentes métodos: aplicación del
producto en forma de polvo seco, usando un ingrediente inerte, como por
ejemplo el grafito, para aumentar la adherencia a las semillas; aplicación
del biopreparado en forma de pasta en mezcla con un ingrediente que
forme una película adherente y la cobertura por peletización (Harman y
Björkman, 1998).
Un elemento a considerar cuando se tratan semillas es la velocidad con
que el patógeno y el antagonista colonizan ésta. Muchas especies de
Trichoderma tienen una velocidad de germinación lenta respecto de algunos patógenos muy agresivos, por ejemplo P. ultimun es capaz de germinar
261
Manejo ecológico de plagas
después de dos horas en contacto con los exudados de las raíces, lo cual
disminuye el tiempo de colonización de la semilla (Harman y Nelson,
1994). Taylor et al. (1991) recomiendan es esos casos la doble peletización
de la semilla, primero se aplica el antagonista y después un nutriente,
cuando la semilla se pone en contacto con la humedad del suelo el nutriente
adicionado se disuelve y Trichodema puede germinar rápidamente y colonizar antes que el patógeno sea estimulado por las secreciones de las
raíces. Se sugiere tener esto en consideración en el momento de diseñar
formulaciones para la protección de las semillas.
Control biológico en el suelo. El mayor énfasis en las investigaciones con Trichoderma se ha puesto en el control de los patógenos que tienen
el suelo como hábitat. Una de las razones fundamentales de esa tendencia es que el ambiente del suelo es mucho más favorable para el establecimiento de un antagonista que otros, como por ejemplo la filosfera. De
hecho el control biológico con Trichoderma ha sido más exitoso en la
rizosfera que en otros ambientes (Khetan, 2001).
El control biológico en el suelo y en las semillas está muy relacionado. Una gran parte de las aplicaciones de Trichoderma para el control de
patógenos que habitan el suelo se realiza a través del tratamiento de
semillas tal como se describió anteriormente. Uno de los objetivos de
aplicar Trichoderma a las semillas es establecer el agente localmente en la
rizosfera (Harman y Nelson, 1994). Otros métodos para introducir
biopreparados de Trichoderma en el suelo son la aplicación directa al surco o a voleo, en el momento de la siembra, en estos casos generalmente
como gránulos, por ejemplo T. virens formulado como SoilGard (tabla
8.1) o incorporado junto con enmiendas orgánicas (Tronsmo y Hjeljord,
1998).
Gran parte del éxito que se obtiene con el uso de biopreparados en
base a Trichoderma dependen del método de aplicación, por esa razón a la
mezcla con enmiendas orgánicas se ha prestado tanta atención. La introducción de diferentes enmiendas orgánicas al suelo previo a la siembra y
a la aplicación de Trichoderma condiciona un ambiente favorable para la
multiplicación y colonización de éste. Se ha comprobado que la efectividad es aún mayor si Trichoderma se incorpora como parte de un compost
(Hoitink et al., 1997).
Diferentes razas de T. harzianum han resultado muy efectivas en el
control de Fusarium, Pythium, Phytophthora y Rhizoctonia en maíz, algodón, soya, papa, tomate, tabaco, remolacha, frijoles, maní y frutales
(Khetan, 2001).
262
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
Control en la superficie aérea (flores, frutos y follaje). Aunque el
control biológico de las enfermedades fungosas en la superficie aérea de
las plantas puede ser posible aplicando principios semejantes a los que se
aplican para el control de las enfermedades de las raíces éste difiere del
último en aspectos esenciales, en primer lugar ha sido menos estudiado entre otras causas- debido a su efectividad moderada, que con frecuencia
es menor del 50 %, a un espectro de acción estrecho y velocidad de acción
lenta (Elad, 1990); y por otra parte, a la disponibilidad de fungicidas relativamente efectivos contra la mayoría de los patógenos fungosos foliares
(Wilson, 1997).
La efectividad moderada puede deberse a que el ambiente en la filosfera
es un hábitat más hostil para los microorganismos que el suelo. La escasa
disponibilidad de nutrientes, las temperaturas extremas, el polvo y la intensidad de la radiación solar son condiciones que dificultan el establecimiento de los antagonistas (Elad, 1990), sólo aquellos muy agresivos pueden establecerse por si mismos antes de la llegada de los patógenos y por
tanto ser capaces de frenar el desarrollo de la enfermedad; entre los antagonistas con esas características se encuentran especies pertenecientes al
género Trichoderma (Elad y Kirshner, 1993; Elad, 1994).
Las formulaciones diseñadas para aplicaciones en la filosfera generalmente contienen aditivos (nutrientes y adherentes) para facilitar la colonización por Trichoderma. Se ha de tener en cuenta que esos aditivos no
estimulen al patógeno bajo las condiciones de escasez de nutrientes que
existe en ese lugar.
Hasta hace poco tiempo las investigaciones realizadas sobre control
biológico de las enfermedades foliares estaban centradas en el control de
patógenos bacterianos. El hecho de que en los últimos años se haya
incrementado el número de casos de fungoresistencia, por ejemplo, a los
benzimidazoles y dicarboximidas (Wilson, 1997), la preocupación por los
efectos negativos de los fungicidas sobre el agroecosistema y el elevado
costo de obtención de nuevos productos plantea la necesidad de desarrollar
estrategias de control alternativas y por tanto se ha incentivado el interés
en el control biológico de las enfermedades foliares causadas por hongos.
Inicialmente las investigaciones se concentraron en el uso de Trichoderma
spp. y Gliocladium spp., para el control de Botrytis cinerea, en uva y fresa
(Wilson y Backman, 1998). B. cinerea es uno de los patógenos más nocivos para una amplia variedad de cultivos, T. harzianum ha sido usado
exitosamente en el control de éste en numerosos países (Elad y Kirshner,
1993; Elad y Shtienberg, 1995; O’Neill et al., 1996).
263
Manejo ecológico de plagas
Los primeros resultados obtenidos con B. cinerea estimularon la búsqueda y se amplió el rango de patógenos foliares que pueden ser potencialmente controlados con Trichoderma spp. Elad et al. (1994) hicieron un
grupo de recomendaciones para el control de B. cinerea con T. harzianum
que pueden resultar válidas para el control de otros patógenos en la superficie aérea de las plantas. Las recomendaciones están basadas en la
vigilancia de las condiciones climáticas, que pueden favorecer el desarrollo de la enfermedad, en específico la humedad y temperatura.
ESTADO DE LAS INVESTIGACIONES Y USO DE
TRICHODERMA EN CUBA
Trichoderma es el primer antagonista de que se tiene noticias en Cuba. Las
investigaciones con éste alcanzaron su mayor desarrollo en la década de
los 90 del siglo pasado y abarcaron aspectos relacionados con su biología,
búsqueda de cepas promisorias, modo de acción, producción masiva,
métodos de aplicación y compatibilidad con otras medidas de control de
plagas y microorganismos que se utilizan en la agricultura cubana como
agentes de control biológico y biofertilizantes (Pérez et al., 1990a; Andreu
et al., 1991; Fernández-Larrea et al., 1992; Sandoval y López, 1994; Sáenz
et al., 1994; García y Sandoval, 1994; Pérez et al., 1994; Fernández, 1995;
Sandoval et al. 1995; Stefanova et al., 1995).
Control de patógenos del suelo
La mayor parte de las investigaciones conducidas con Trichoderma en diferentes instituciones científicas y académicas cubanas han estado dirigidas
al control de hongos fitopatógenos habitantes del suelo (Pérez et al., 1989;
Andreu et al., 1991; Echemendía et al., 1991; Alfonso, 1991; Stefanova y
Sandoval, 1995; Fernández, 1995; Sandoval et al., 1995), lo cual está en
correspondencia con la tendencia que prevalece en la gran mayoría de las
instituciones que en otros países se dedican a los estudios con Trichoderma
como agente de control biológico.
Entre los patógenos que mayor atención han recibido se encuentran
los pertenecientes a los géneros Phytophthora, Rhizoctonia, Pythium,
Sclerotium y Fusarium (Stefanova y Sandoval, 1995; Espino y Stefanova,
2000; Vinajeras y Padrón, 2000). El control de éstos es muy difícil, tienen
habilidad para permanecer activos en el suelo por largos períodos de tiempo
aún en ausencia de sus hospedantes y el bromuro de metilo que fue la
264
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
sustancia más utilizada para el tratamiento de los semilleros de diversas
plantas hortícolas y del tabaco se eliminó por los severos daños ambientales que ha provocado. En el año 2001 cesaron las importaciones de
bromuro de metilo destinadas a la desinfección de los semilleros, cada
año se importaban aproximadamente 80 toneladas. La eliminación fue
posible por la introducción de la tecnología de las bandejas flotantes en
sustitución del sistema tradicional. Al concluir el año 2000 el uso de
bromuro de metilo en tabaco había disminuido en un 52.5 % (Pérez, 2001).
De las cepas probadas, la A-34 de T. harzianum resultó ser de las más
efectivas, y se seleccionó para su uso en tomate cultivado en hidropónicos1
y pimiento contra Rhizoctonia solani, Phytophthora parasitica Dast. y
Phytophthora capsici Leonian, respectivamente (Stefanova y Sandoval, 1995).
En la tabla 8.2 aparece un grupo de hongos patógenos del suelo y foliares
sobre los cuales Trichoderma ha tenido un determinado efecto, en condiciones que van desde ensayos de laboratorio hasta aplicaciones en el campo.
El tabaco es uno de los cultivos donde mayor impacto ha tenido el uso
del antagonista. El preparado obtenido a partir de la cepa A-53 de
Trichoderma spp. se recomienda aplicar en semilleros tradicionales de tabaco para el control de Phytophthora parasitica var. nicotianae Breda de
Haan, cuando los niveles de inóculo son bajos (Fernández, 1995), pues se
ha comprobado que con un nivel de inóculo alto la efectividad del agente
de control biológico es baja.
Control de patógenos foliares
La tendencia seguida en Cuba en las investigaciones conducentes a la
búsqueda de agentes de control biológico de los patógenos fungosos
foliares fue la misma que prevaleció en otras partes del mundo. Durante
1986-1990 se realizaron investigaciones conducentes a la búsqueda de
agentes de control biológico para el control de la roya de la caña de azúcar
Puccinia melanocephala H. & P. Syd., organismo muy devastador que amenazaba con arruinar la industria azucarera. En la zafra 1979-1980 las pérdidas ascendieron a 500 millones de arrobas de caña y dejaron de exportarse
alrededor de un millón de toneladas de azúcar (Rodríguez, 1995).
La situación existente apresuró la búsqueda de diversos medios para el
control de dicho patógeno, de ahí que se realizaran tentativas por encontrar
1
En los últimos años de la década de los 80 y principios del 90 del siglo pasado una parte importante
de la producción de tomate se realizaba en condiciones de hidroponía.
265
Manejo ecológico de plagas
agentes de control biológico efectivos, entre los antagonistas estudiados
se encontraba T. viride, las pruebas realizadas en condiciones de casa de
cristal demostraron que fue capaz de inhibir la formación de soros. En las
plantas tratadas aparecían manchas con el color rojizo característico de la
lesiones producidas por P. melanocephala, pero éstas eran lisas, ya que se
inhibió la esporulación (Pérez et al., 1990b). Ese fue el primer intento de
control biológico con Trichoderma de un patógeno foliar en el país (Pérez
y Echemendía, 1993).
Entre los patógenos foliares bajo estudio se encuentran Alternaria solani
Soramer, Alternaria porri, Pseudoperonospora cubensis (Berk Curt) Rostov, Erysiphe
cichoracearum C. D. y Uromyces phaseoli, (Pers.)Wint. (Pérez y Echemendía,
1994; Martínez y Solano, 1995; Rodríguez et al., 1998; Castellanos et al.,
2001). De 1996 a 1998 se investigó la posibilidad del uso de Trichoderma spp.
para el control de patógenos fungosos foliares en papa, frijol y pepino como
una alternativa al uso de los fungicidas en sistemas de producción orgánicos. La efectividad de Trichoderma en el control del tizón temprano en papa
(A. solani) fue moderada y disminuyó a medida que avanzó la edad del cultivo y la presión de inóculo. En frijol se produjo una reducción en la incidencia de la roya (U. phaseoli). La efectividad en el control del mildiu velloso (P.
cubensis) en pepino alcanzó valores del 50 % (Castellanos et al., 2001).
Métodos de aplicación. Los biopreparados cubanos en base a
Trichoderma se aplican por varios métodos que incluyen el tratamiento de
semillas; la mezcla con diferentes sustratos para la producción de plántulas
en semilleros tradicionales, cepellón, bandejas y bolsas; la aplicación por
inmersión de las plántulas en una suspensión conidial de Trichoderma previo al transplante, la aplicación directa al suelo y la aspersión foliar. Los
métodos más utilizados son los dos primeros.
En la actualidad es una práctica habitual la aplicación de T. harzianum a
las semillas de tomate y otras hortalizas para el control de patógenos
causantes del “damping-off”. En base al éxito alcanzado en pruebas realizadas en condiciones de hidroponía se decidió extender el tratamiento al
cultivo por siembra directa, para lo cual se propuso el tratamiento de la
semilla por inmersión. Se realizaron ensayos para encontrar la mejor variante de tratamiento y se determinó que un tiempo de inmersión de 10
minutos y secado al sol durante tres días garantizaba una cobertura de la
semilla por T. harzianum de 91 y 100 % para las variedades Campbell 28 y
HC-38-80 (García y Sandoval, 1994).
Una de las formas en que más efectiva puede resultar la acción de
Trichoderma es cuando se aplica teniendo como vehículo algún material
266
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
Tabla 8.2 Hongos y nematodos fitopatógenos que han sido controlados con
Trichoderma spp.
Cepa
Trichoderma spp.
Trichoderma viride
Trichoderma spp.
Trichoderma spp.
Trichoderma spp.
Patógenos
Thielaviopsis paradoxa
Puccinia melanocephala
T. paradoxa
Colletotrichum falcatum
Alternaria solani
Rhizoctonia solani
P. melanocephala
Alternaria porri
Phytophthora nicotianae
Cultivo
Caña de azúcar
Caña de azúcar
Caña de azúcar
Caña de azúcar
Tomate
Referencias
Pérez et al., 1989
Pérez et al., 1990b
Echemendía et al., 1991
Alfonso, 1991
Andreu et al., 1991
Caña de azúcar
Cebolla
Tabaco
Pérez y Echemendía, 1993
Pérez y Echemendía, 1994
Sáenz et al., 1994
A. solani
P. parasitica var.
nicotianae
P. parasitica
Tomate
Tabaco
Martínez y Solano, 1995
Fernández, 1995
Tomate
Rodríguez y Sandoval, 1998
Pseudoperonospora cubensis
Pepino
Rodríguez et al., 1998
Trichoderma spp.
Erysiphe cichoracearum
A. porri
Cebolla
Trichoderma spp.
Phytophthora parasitica
Pérez, 1999
Pérez, 2001
Aranguren et al., 2000
T. harzianum
Trichoderma spp.
cepa G-6
Trichoderma spp.
cepa G-6
Meloidogyne incognita
M. incognita
Trichoderma spp.
Trichoderma spp.
Trichoderma spp.
cepas A-53 y A-84
Trichoderma spp.
Trichoderma
Cepa A-53
T. harzianum
Cepa A-34
T. harzianum
Cepa A-34
T. harzianum
cepa A-34
T. harzianum
cepa A-34
Trichoderma spp.
T. harzianum
cepa A-34
Macrophomina phaseolina
Cladosporium spp.
Lasiodiplodia theobromae
Fusarium spp.
Rotylenchulus reniformis
F. oxysporium
R. solani
Sclerotium rolfsii
Phytophthora infestans
Uromyces phaseoli
P. cubensis
P. parasitica
R. solani
Pythium aphanidermatum
Mandarino Cleopatra
Pomelo Duncan
Tomate
Culantro, perejil
y lechuga
Semillas soya y frijol
Danger et al. 2000
Olivares y Devesa, 2000
Lechuga
Méndez y Polanco, 2000
Rosas y mariposa
Vinajeras y Padrón, 2000
Papa
Frijol
Pepino
Tomate
Castellanos et al., 2001
Wilson y Devesa, 2000
Sandoval et al., 2001
267
Manejo ecológico de plagas
orgánico. Sáenz et al. (1994) evaluaron el establecimiento en sustrato
orgánico de los aislamientos de Trichoderma A-53 y A-84 recomendados
para en control de P. nicotianae en tabaco y encontraron que Trichoderma
permaneció viable en cachaza y turba por más de tres meses y la concentración de los propágulos se mantuvo prácticamente estable durante 45
días de incubación (3x104 - 6x105 conidios/g). Los dos aislamientos se
mantuvieron viables en cachaza después de estar sometida a radiaciones
solares por 5 días. La adición de cachaza como vehículo de Trichoderma a
suelos infectados con P. nicotianae redujo la incidencia de la enfermedad
en un 23 % comparado con un 96 % de plantas muertas en el testigo.
En la producción de plántulas de tabaco mediante el sistema de
“cepellón” la aplicación de Trichoderma se realiza al sustrato en el que se
colocarán las semillas. En un ensayo realizado por Espino y Stefanova
(2000) se estudio la colonización en zeolita, cachaza, suelo, turba y paja
de arroz; el porcentaje más alto de colonias de Trichoderma se encontró en
paja de arroz, seguido por cachaza. Trichoderma permaneció viable durante
toda la fase de semillero y protegió al cultivo contra P. nicotianae entre un
60 y un 80 %. En el sistema en bandejas se utiliza un sustrato compuesto
por turba negra y cascarilla de arroz, a éste se le incorpora Trichoderma. La
adición de Trichoderma al sustrato orgánico tiene múltiples beneficios para
la futura planta, en primer lugar Trichoderma coloniza la rizosfera y cuando
se produce el transplante ya está protegida y así se mantiene durante un
periodo prolongado de tiempo. Un procedimiento similar se aplica a la
producción de plántulas de hortalizas.
Aunque se han desarrollado diferentes métodos para la producción de
plántulas aún continúa la producción de hortalizas en semilleros tradicionales, en esos casos, las aplicaciones al suelo se realizan habitualmente
durante la fase de establecimiento, se recomienda realizar un tratamiento
con T. harzianum a los canteros antes de la siembra de las semillas y el
siguiente uno o dos días después a dosis de 40 g/m2 (Cuba, 2002).
Producción masiva. Los resultados de las investigaciones realizadas
con Trichoderma durante la década del 70 y del 80 del siglo pasado crearon
las bases para iniciar su producción masiva en el año 1993, en los conocidos Centros Reproductores de Entomófagos y Entomopatógenos. A partir de diferentes cepas de Trichoderma se obtienen los productos biológicos
por métodos artesanales: En dependencia de la disposición de recursos
materiales del CREE se utiliza uno de los métodos siguientes: cultivo
sobre soporte sólido, cultivo sobre soporte líquido (estático) y cultivo
bifásico (líquido-sólido).
268
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
El sustrato más utilizado es la cabecilla de arroz (subproducto generado durante el proceso de molinado del grano). La concentración del
biopreparado sólido es de 2-3 x 109 conidios/g, se aplica en dosis de 20g/
m2 y en el líquido es de 2-3 x 108 conidios/mL y se recomienda su uso a
dosis de 40 L en 400 L de solución final (Fernández-Larrea, 2001). La
cabecilla de arroz tiene una alta demanda para otros usos, por ejemplo, la
alimentación animal, por lo cual se buscan otros sustancias que permitan
sustituirla en parte o totalmente, en dependencia de la calidad del producto obtenido.
Entre las alternativas evaluadas está la paja de arroz. Una cepa de T.
viride con actividad contra patógenos del suelo, fue cultivada sobre paja
fina de arroz en pequeñas bolsas de polipropileno en condiciones de laboratorio durante 28 días. Se determinó la concentración y el porcentaje de
germinación de éstas a diferentes intervalos de tiempo. La concentración
se mantuvo entre 8 x 108 y 2 x 109 conidios/g en todas las variantes hasta
los 70 días, el porcentaje de germinación fue superior a 90 % (Pérez et al.,
1994).
Un aspecto importante a considerar en la producción masiva es el control de calidad y las pruebas de bioensayo. En los productos obtenidos
por métodos artesanales se determina pureza, pH, concentración de los
conidios, viabilidad de los conidios y efectividad biológica por la técnica
de cultivo dual. Para los productos sólidos sometidos a molido se comprueba además tamaño de partícula. En la tabla 8.3 se presentan los
parámetros de calidad a evaluar durante el proceso de producción.
De 1993 a 1999 se habían producido por métodos artesanales 1031 t
de biopreparados de Trichoderma (figura 8.2), esto representa una media
anual de 147 toneladas. Los biopreparados obtenidos se aplican cada
Tabla 8.3 Parámetros a considerar en el control de calidad del proceso de
producción de Trichoderma (Elaborado a partir de Fernández-Larrea, 2001)
Etapas del Proceso Parámetros a evaluar
Medios de cultivo
Inóculo
Incubación
Producto final
esterilidad
pH
pureza
concentración de conidios
temperatura del cuarto de incubación
pureza
características culturales
Almacenamiento
temperatura
materias primas
viabilidad de conidios
concentración pH efectividad
biológica por
técnica cultivo
dual
estabilidad en el tiempo
269
Manejo ecológico de plagas
año en más de 100 000 hectáreas de tabaco, tomate y pimiento, tanto en
campo como en cultivos protegidos. Esas cantidades resultan insuficientes. Entre las restricciones que la producción artesanal impone están las limitaciones en el volumen de producción y la imposibilidad de
almacenar por largos períodos de tiempo a temperatura ambiente los
productos obtenidos. En los últimos años se han realizado ensayos con
la finalidad de obtener biopreparados mediante procedimientos industriales a partir de procesos de fermentación sumergida y en estado sólido. Ésta se considera una alternativa tecnológica muy eficiente desde el
punto de vista productivo y económico ya que permite obtener productos fúngicos de alta calidad, para los cuales existe un mercado potencial
(Fernández-Larrea, 2001).
Figura 8.2 Producción de Trichoderma (t) en CREE del MINAG
ESTUDIO DE CASO. CONTROL BIOLÓGICO DE Alternaria
porri (Ellis) Cif. EN CEBOLLA CON Trichoderma harzianum
La cebolla y el ajo son dos especies vegetales que se han cultivado en el
mundo aproximadamente durante 5 000 años. Según algunas referencias
históricas, desde principios del siglo XIX se les encontraba en algunas
localidades de La Habana y de la actual provincia de Sancti Spiritus, y
años más tarde y hasta la actualidad a todo lo largo del país (Savón y
Marrero, 1997). El rendimiento comercial potencial de las variedades de
270
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
cebolla más cultivadas en Cuba - ‘ Red Creole’ y ‘Texas Early Grano’ - es
de 22 y 28 t/ha respectivamente, sin embargo, apenas se alcanza una
media nacional de 5 t/ha (Savón y Marrero, 1997). Entre las causas de esa
disminución tan notable en los rendimientos están las enfermedades
fungosas, la mancha púrpura (Alternaria porri (Ellis) Cif.) ocupa el primer
lugar en importancia y junto a Thrips tabaci Lind. llega a reducir los rendimientos en 40 % (Huerres y Caraballo, 1988), de ahí que sea necesario
establecer medidas de control que resulten efectivas en la reducción del
nivel de daño a un mínimo.
El control de A. porri no puede estar basado en el uso de fungicidas.
Existe una preocupación que hay que tener en consideración y es que
algunos de los fungicidas más efectivos que se recomiendan para su
control producen efectos adversos sobre los mamíferos como la
feminización (Anonymous, 1994). Otro aspecto a considerar es el económico, para la importación de fungicidas se necesita disponer de moneda libremente convertible, pero éstos se venden al productor bajo un
sistema de subsidio, por lo cual el Estado lo oferta en pesos cubanos, es
comprensible que cualquier ahorro que se produzca es sustancial para la
economía del país y por otra parte está la necesidad de producir cebolla
orgánica con un nivel de comercialización aceptable (Huerres et al., 2001).
Entre los casos de éxito de control biológico en la superficie foliar reportados en la literatura se encuentran fundamentalmente las royas, los
mildius pulverulentos y las enfermedades causadas por los siguientes
géneros de patógenos: Alternaria, Epicoccum, Sclerotinia, Septoria, Drechslera,
Venturia, Plasmopara, Erwinia, Pseudomonas y Botrytis (Elad et al., 1994;
Sutton, 1995; Wilson y Backman, 1998).
Los hongos pertenecientes al género Alternaria por ser invasores del
filoplano que pueden crecer extensivamente sólo cuando las condiciones
ambientales les son particularmente favorables, pueden ser vulnerables a
la competencia por los nutrientes que establecen diferentes agentes de
control biológico, como Trichoderma (Campbell, 1989), por lo que es de
esperar que la enfermedad mancha púrpura pueda ser regulada mediante
aplicaciones del hongo antagonista Trichoderma, contribuyendo así a reducir el potencial de inóculo y las aplicaciones de fungicidas. El trabajo tuvo
como objetivos la obtención de aislamientos de Trichoderma spp., en localidades de la provincia de La Habana donde se cultivan cebolla y ajo, la
determinación del grado de antagonismo de éstos sobre A. porri, la identificación de los aislamientos más promisorios y la evaluación de su efectividad en condiciones semicontroladas y de campo.
271
Manejo ecológico de plagas
I.1. Aislamiento e identificación de Trichoderma
Los ensayos se realizaron en los laboratorios de Protección Vegetal de la
Facultad de Agronomía de la Universidad Agraria de La Habana (UNAH)
y en el Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria (CENSA). Los aislamientos se hicieron a partir de muestras de suelo de los municipios Melena del Sur y Quivicán donde se cultivan cebolla y ajo.
La metodología utilizada para realizar los aislamientos fue la descrita
por Elad y Chet (1983). Después de cuatro días de incubación se obtuvieron aislamientos de Trichoderma y se purificaron. La identificación de los
aislamientos estuvo basada fundamentalmente en las características culturales y morfológicas de Trichoderma cultivado sobre Agar Malta (AM) al
2 % (20 g de extracto de malta Oxoid, 20 g de agar, 1000 mL de agua
bidestilada ). Todos los aislamientos crecieron en placas Petri de 9 cm de
diámetro, incubados durante dos días a 25±1°C, en la oscuridad y a continuación expuestos a luz para su esporulación.
Se hicieron exámenes macroscópicos y microscópicos (microcultivos)
de cada aislamiento teniendo en cuenta las descripciones que aparecen en
las revisiones del género hechas por Rifai (1969), Bisset (1984, 1991abc),
Gams y Bisset (1998) y Samuels, 1996. Las características evaluadas fueron la velocidad de crecimiento; el aspecto y color de las colonias
esporuladas por el anverso y reverso y el olor que emana de éstas; disposición de los conidióforos; disposición, forma y tamaño de las células
conidiógenas, y forma, aspecto, tamaño y color de los conidios. Se determinó la especie de los aislamientos más promisorios.
I. 2. Prueba de antagonismo por la técnica de cultivo dual
Además de los aislamientos obtenidos en suelos donde se cultivan cebolla y ajo, se probaron otros tres* (tabla 8.4) con conocida efectividad in
vitro en el control de otro patógeno foliar: Alternaria solani. Las colonias de
Trichoderma fueron mantenidas en tubos en cuñas de AM y las de A. porri
sobre Papa Dextrosa Agar (PDA Oxoid) y conservados a 4°C hasta la realización del ensayo.
En placas Petri de 9 cm, sobre medio de cultivo PDA, fueron sembrados
discos de micelio (5 mm) de cada aislamiento de Trichoderma spp. y de A.
porri, a una distancia de 50 mm. En el testigo se sembró solamente un disco
de micelio de cada uno de los aislamientos probados. Se utilizaron cinco
placas en cada combinación. El ensayo fue replicado tres veces. Esta técnica
272
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
Tabla 8.4 Origen de los aislamientos de Trichoderma spp.
Aislamientos
Lugar de Procedencia
Aislamientos
Lugar de Procedencia
T921
T922
T923
T924
T925
T926
Melena del Sur
Melena del Sur
Melena del Sur
Melena del Sur
Melena del Sur
Quivicán
T927
T928
T9210
T83*
T84*
T85*
Quivicán
Quivicán
Quivicán
San Nicolás de Bari
Guines
Guines
Tabla 8.5 Escala de Clases (Bell et al., 1982)
Clase 1
Clase 2
Clase 3
Clase 4
Clase 5
Trichoderma spp. crece completamente sobre la colonia del patógeno
y cubre la superficie del medio de cultivo.
Trichoderma spp. crece al menos sobre las dos terceras partes de la
superficie del medio de cultivo.
Trichoderma spp. y el patógeno cubren aproximadamente la mitad de
la superficie del medio de cultivo.
El patógeno crece al menos en las dos terceras partes del medio de
cultivo limitando el crecimiento de Trichoderma spp.
El patógeno crece sobre la colonia de Trichoderma spp. ocupando
toda la superficie del medio de cultivo.
de cultivo dual fue adaptada para el montaje de microcultivos. Se realizaron
observaciones macroscópicas y microscópicas (en microcultivos), diariamente, para describir los cambios que ocurren durante la interacción patógeno-antagonista. A los siete días de incubación se evaluó el grado de antagonismo mediante la clave de Bell et al. (1982) (tabla 8.5).
I. 3. Efecto de Trichoderma spp. sobre la germinación conidial
de A. porri
Para la realización de este ensayo se escogieron los siete aislamientos de
Trichoderma que mostraron grado de antagonismo 1 en cultivo dual. A
partir de colonias puras, de siete días de edad, fueron preparadas suspensiones conidiales a las concentraciones que aparecen en la tabla 8.6. La
suspensión conidial de A. porri (2.5 x 104 conidios/mL) fue preparada a
partir de conidios colectados de manchas formadas en hojas de cebolla de
la variedad ‘Texas Early Grano 502’ PRR (amarilla). Se seleccionaron
manchas características, abundantemente esporuladas y se conservaron a
273
Manejo ecológico de plagas
Tabla 8.6 Concentración conidial de aislamientos de Trichoderma spp.
Aislamientos
Concentración (conidios/mL)
T921
T924
T925
T927
T928
T9210
T85
2,61 x 10
7
2,42 x10
7
2,91 x 10
7
2,01 x 10
7
1,99 x 10
7
2,03 x 10
7
2,31 x 10
7
10°C hasta la realización del ensayo. La colecta de conidios se realizó
barriendo con un pincel de cerdas suaves la mancha esporulada.
Las suspensiones se prepararon con agua destilada estéril y una gota de
Tween-80 al 0,1%. La concentración fue determinada con cámara de Neubauer.
Se prepararon cámaras húmedas (cuatro en cada tratamiento). En cada una
se colocaron dos portaobjetos de cristal y en éstos cuatro gotas de la suspensión conidial de los aislamientos de Trichoderma spp. y de A. porri. En el testigo se colocaron sólo gotas de la suspensión conidial de A. porri.
Las cámaras húmedas se incubaron a 25 ± 1ºC durante 42 h. Se contó el número de esporas germinadas de A. porri de un total de 25 en cada
gota, determinándose el porcentaje de germinación. El ensayo se replicó tres veces. Los datos obtenidos fueron transformados por la expresión arc sen√p, sometidos a un análisis de varianza de clasificación simple y las medias comparadas por la Dócima de Rango Múltiple de Duncan
(Duncan, 1955).
I. 4. Efectividad de Trichoderma harzianum sobre A. porri, en
cebolla bajo condiciones semicontroladas
En la realización de este ensayo, al igual que en el de campo, se utilizó el
aislamiento de T. harzianum (T924) y la variedad de cebolla ‘Texas Early
Grano’ PRR (amarilla). Ambos ensayos fueron conducidos bajo un fondo
de infección natural.
La cebolla se sembró en bolsas de polietileno (una planta por bolsa) que
contenían suelo Ferralítico rojo típico. Se prepararon suspensiones conidiales
de T. harzianum a una concentración aproximada de 108 conidios/mL, a partir de un cultivo puro que se obtuvo en caldo malta. La concentración fue
274
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
determinada con cámara de Neubauer. Se realizaron tres aplicaciones por
aspersión foliar (atomizador manual), 50 mL por planta, a partir de los 40
días de la siembra, con intervalos de 15 días. El control fue asperjado con
agua. Las evaluaciones se realizaron a los 55, 70 y 85 después de la siembra, se determinó el índice de infección mediante la fórmula de Townsend
y Heuberguer (1944).
donde:
I: intensidad de la enfermedad en %
n: número de plantas en cada grado
V: valor según escala de grados
N: número total de plantas investigadas
K: mayor grado de la escala
Escala de grados
Número de la escala
0
1
2
3
4
5
Número de manchas por planta
0
1-2
3-4
5-6
7-8
>8
El diseño utilizado fue totalmente aleatorizado con cuatro réplicas y
20 plantas en cada una. Los datos de porcentaje se transformaron mediante la expresión 2 arc sen√p, fueron sometidos a un análisis de varianza
de clasificación simple y las medias comparadas según la Dócima de Rango Múltiple de Duncan (Duncan, 1955).
I. 5. Efectividad de T. harzianum sobre A. porri en cebolla, en
condiciones de campo
El ensayo fue realizado en las áreas de producción del Complejo Científico Docente de la Universidad Agraria de La Habana, durante tres campa275
Manejo ecológico de plagas
ñas de siembra, sobre suelo Ferralítico rojo típico, con un contenido de
materia orgánica de 3,3%, pH 5,9 y riego por aspersión. La cebolla fue
sembrada en parcelas de 60 m2, cinco canteros a doble hilera, separadas
20 cm (con una distancia de camellón de 90 cm y entre plantas de 5 cm).
Las labores culturales se realizaron según el Instructivo Técnico del Cultivo (Cuba, 1993), excepto la aplicación de plaguicidas.
El diseño experimental utilizado fue de bloques al azar, con cuatro
réplicas y dos tratamientos: aplicación foliar de T. harzianum y testigo sin
aplicación. Las aplicaciones comenzaron a los 40 días posteriores a la
siembra. Se aplicó por aspersión foliar (mochila manual) una suspensión con una concentración de 108 conidios/mL y una dosis de 4x1013
conidios/ha.
Se realizaron evaluaciones a los 50, 65 y 80 días posteriores a la siembra. En los tres canteros centrales de cada parcela se marcaron 60 plantas,
y se determinó el índice de infección como se indicó en el ensayo anterior
al igual que la transformación de los datos y la comparación de medias.
La cosecha se realizó entre los 95 y 105 días después de la siembra. El
estimado de rendimiento se calculó a partir del peso de una muestra de
60 plantas y del número total de plantas en la parcela. La temperatura,
humedad relativa y precipitaciones fueron registradas en la Estación Meteorológica de Tapaste.
II. Resultados y discusión
II.1. Aislamiento e identificación de Trichoderma
De las muestras de suelo recogidas se obtuvieron nueve aislamientos de
Trichoderma, los cuáles fueron denominados T921, T922, T923, T924, T925,
T926, T927, T928, T910. En todos los casos se observaron colonias con
bordes regulares, con crecimiento rápido, entre 6-9 cm de diámetro después de 72-96 horas de incubación a una temperatura de 25 ± 1°C, micelio
aéreo ralo o flocoso, frecuentemente limitado en el margen de la colonia
por un halo de color blanco, de algunos de los aislamientos se desprendía
un olor claramente distinguible a coco.
El reverso de la colonia incoloro o amarillento pálido. La esporulación
fue variable desde conidios que formaban ramilletes que se encontraban
diseminados por toda la superficie del medio, concentrados cerca del borde de la placa Petri o formando halos concéntricos. El color blanco que
inicialmente tomaron las colonias de algunos aislamientos se fue oscure276
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
ciendo para finalmente adoptar un color que fue de un verde azuloso
claro o verde amarillento a verde oscuro en dependencia de éste, en ningún caso apareció la coloración marrón.
Al realizar observaciones microscópicas se comprobó la presencia de
clamidosporas en la mayoría de los aislamientos, conidióforos relativamente estrechos y flexuosos, con ramificaciones primarias surgiendo a
intervalos iguales, con frecuencia en pares o en verticilos de dos o tres y
cortos. Las células conidiógenas se encontraban mayormente dispuestas
en verticilos de dos a tres y de forma lageniforme. Los conidios siempre
verdes, de paredes lisas o rugosas y de forma globosos, subglobosos, ovoides o elipsoidales. Las observaciones realizadas se corresponden con las
descripciones del género Trichoderma hechas por Rifai (1969) y con la
sección Trichoderma (Bisset, 1984, 1991 abc; Gams y Bisset, 1998 y Samuels,
1996).
Entre los aislamientos promisorios se encontraban T927 y T924, por
ubicarse en la clase 1 según el grado de antagonismo y por ser los que
mayor porcentaje de inhibición de la germinación conidial produjeron. El
aislamiento T927 se caracterizó por colonias de crecimiento muy rápido
(2.25 cm/día), micelio de crecimiento uniforme, ralo. Esporulación en
forma de pústulas compactas, de color blanco acuoso al principio a verde
azulado oscuro con el paso de los días, reverso no coloreado, olor inconfundible a coco. Conidióforos poco ramificados, las ramificaciones se presentaron solas, en pares, o tres en forma de verticilo, con apariencia
flexuosa. Las células conidiógenas frecuentemente en pares, surgiendo
solas o en verticilos de tres, estrechamente lageniformes, con medidas de
8.5-13.4 x 2.5-3.0 µm. Conidios rugosos, de globosos a elipsoidales y de
colores que van desde el verde azulado a verde oscuro, de 4.2-4.7 X 3.53.9 µm. Estas características permitieron ubicar el aislamiento T927 en el
género Trichoderma sección Trichoderma, especie Trichoderma viride Pers.,
1794: Fries, 1829; =Trichoderma lignorum (Tode) Harz.
El aislamiento T924 se caracterizó por colonias de crecimiento rápido
(2.25 cm/día), esporulación con apariencia granular o polvorienta debido
a su densidad, con una coloración que pasó de verde amarillento a verde
oscuro con mucha rapidez, reverso de la colonia amarillento pálido con
un tenue olor a tierra. Los conidióforos se presentaron con una distribución regular, formando una estructura piramidal, las células conidiógenas
de forma ampuliforme a lageniforme, con mayor frecuencia se observaron en verticilos de tres a cuatro, de tamaño 3.7-7.4 x 2.6-3.4 µm. Los
conidios lisos, de forma subglobosos a ovoides, tamaño de 2.4-3.6 x 2.1277
Manejo ecológico de plagas
2.8 µm y color verde pálido. Estas características permitieron ubicar el
aislamiento T924 en el género Trichoderma sección Trichoderma, especie
Trichoderma harzianum Rifai 1969.
II. 2. Prueba de antagonismo por la técnica de cultivo dual
Como se aprecia en la tabla 8.8, siete de los 12 aislamientos de Trichoderma
se ubicaron en la clase 1 y el resto en la clase 2. La ubicación de los
aislamientos T922, T924, T925, T927, T928, T9210 y T85 en la clase 1
significa que el efecto antagonista frente a A. porri es elevado. En todos
los casos se observó que ambos hongos detuvieron su crecimiento inmediatamente después que las hifas hicieron contacto. El crecimiento de la
colonia de A. porri resultó inhibido a las 72-94 horas de incubación. Se
observó una línea blanca que delimitaba el crecimiento de ambas colonias
constituyendo ésta la zona de inhibición. La zona de inhibición causada
por el antagonista fue temporal, después de un breve detenimiento
Trichoderma creció por encima de la colonia de A. porri y finalmente la
cubrió completamente observándose una densa esporulación en esa zona
en la mayoría de los aislamientos.
Al realizar observaciones microscópicas se apreció que el aspecto de
las hifas y conidios de A. porri varió considerablemente con respecto al
testigo. Los conidios sanos presentaban un aspecto normal, con color
pardo oscuro característico, paredes celulares bien definidas y el contenido citoplasmático completo. Sin embargo, en el cultivo dual se apreciaron
hifas y conidios de A. porri desintegrados parcial o totalmente, con una
coloración más tenue. El contenido citoplasmático se mostró desorganizado, granuloso, con vacuolas, y expulsado al exterior por ruptura de las
paredes celulares.
Estos resultados concuerdan con lo señalado por Chet et al.,(1998)
acerca de los marcados cambios morfológicos que ocurren en las células
parasitadas del hospedante donde el citoplasma queda totalmente destruido. La degradación de hifas y conidios podría provocar una inhibición
de la infección causada por el patógeno y por consiguiente una menor
diseminación.
En numerosos ensayos realizados por diferentes investigadores ha
quedado demostrado que la degradación y ruptura de las paredes celulares del hospedante por Trichoderma ocurre mediante un proceso enzimático
en el que participan enzimas extracelulares fundamentalmente del tipo
quitinasas (Elad, 1993; Chet e Inbar, 1994; De la Cruz et al., 1995a,b;
278
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
Tabla 8.8 Actividad antagonista de aislamientos de Trichoderma frente a A. porri
Aislamiento
Clase
T921
T922
T923
T924
T925
T926
T927
T928
T9210
T83
T84
T85
2
1
2
1
1
2
1
1
1
2
2
1
Lorito, 1998; Chet et al., 1998). Los efectos morfológicos observados evidencian la acción de los aislamientos de Trichoderma evaluados. El parasitismo de Trichoderma es destructivo.
II. 3. Efecto de Trichoderma spp. sobre germinación conidial
de A. porri
Los siete aislamientos de Trichoderma tuvieron un efecto marcado sobre la
germinación conidial de A. porri (figura 8.3). Los porcentajes de
germinación estuvieron por debajo del 40 % excepto para el aislamiento
T928 (57.33 %). La mayor inhibición se produjo con el aislamiento T924
(T. harzianum), con un porcentaje de germinación de 8.93 %, lo que indica
la posibilidad de lograr determinada reducción en la severidad de la enfermedad con el uso del antagonista. Al deprimirse la germinación es de
esperar menores índices de infección y por consiguiente una disminución
en la diseminación del patógeno.
Trichoderma a diferencia de otros agentes de control biológico, actúa como
micoparásito y además produce diferentes metabolitos que pueden afectar
la germinación conidial del hospedante. En el caso de un patógeno necrotrófico
como A. porri que necesita nutrientes exógenos para la germinación y crecimiento del tubo germinativo, esto representa una ventaja que puede ser
aprovechada. Kumar y Sing (1984) lograron inhibir la germinación conidial
de Alternaria solani en presencia de un filtrado de T. koningii.
279
Manejo ecológico de plagas
Figura 8.3 Germinación de conidial de A. porri en presencia de Trichoderma spp
Las enzimas CHIT42, CHIT40 y CHIT72 de la raza P1 de T. harzianum
y de la raza 41 de Trichoderma virens (J. Millar, Giddens & Forester von
Arx, Beih) tienen un marcado efecto inhibitorio sobre la germinación
y elongación hifal de varios patógenos fungosos entre los que se encuentra Alternaria spp. (Lorito, 1998). Las endoquitinasas responsables de las actividades líticas y antifungosas están consideradas entre
las más efectivas en comparación con otros tipos de enzimas líticas
(De la Cruz et al., 1995a,b; Lorito et al., 1998). De hecho las enzimas
de Trichoderma son capaces de producir lisis no solamente en las estructuras más “blandas” como el extremo terminal de las hifas jóvenes, si no en aquéllas más “duras” como las paredes quitinosas de las
hifas maduras, conidios, clamidosporas y esclerocios (Benhamou y
Chet, 1996).
II. 4. Efectividad de T. harzianum sobre A. porri en cebolla,
bajo condiciones semicontroladas
En la tabla 8. 9 se aprecia que los índices de infección en las plantas
tratadas con el antagonista resultaron más bajos que en el testigo en los
tres momentos de evaluación (1.1%; 27.2% y 43.7%). Al realizar el análisis estadístico se encontraron diferencias significativas para p< 0.01 entre T. harzianum y el testigo. La disminución en los índices de infección se
encuentra dentro de los rangos de efectividad determinados para este
antagonista frente a otros patógenos foliares en condiciones experimentales semejante (Martínez y Solano, 1995).
280
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
Tabla 8.9 Efecto de T. harzianum sobre A. porri en cebolla en condiciones
semicontroladas
Tratamientos
T. harzianum
Testigo
ESx
CV %
Índice de infección en %
55 días
Xtransf
0.21 a
0.41 b
0.014**
8.629
Xorig.
1.12
4.27
70 días
Xtransf
1.10
1.63
0.042**
6.15
Xorig.
27.25
53.00
85 días
Xtransf
1.45
1.94
0.021**
2.52
Xorig
43.75
67.75
Medias con letras desiguales difieren significativamente según Dócima de Rango Múltiple de
≤0.01 (Duncan, 1955).
Duncan para P≤
II. 5. Efectividad de T. harzianum sobre A.porri en cebolla, en
condiciones de campo.
En los ensayos de campo las aplicaciones de T. harzianum comenzaron a
los 40 días después de la siembra, antes de que aparecieran los primeros
síntomas. Los tratamientos se repitieron cuatro veces y a dosis altas (8x1013
conidios/ha), pues las condiciones sobre la superficie de las plantas en
general y de la cebolla en particular no son muy favorables para la introducción de microorganismos antagonistas comparado con las condiciones que pueden presentarse en el suelo.
Los resultados obtenidos en los ensayos de campo se muestran en las
tablas 8.10, 8.11 y 8.12. Se aprecia que en las tres siembras los porcentajes de infección de la mancha púrpura son menores en las parcelas tratadas con T. harzianum respecto a las parcelas no tratadas. Los resultados
del análisis estadístico muestran que hay diferencias significativas entre
los índices de infección en un mismo año. Como se observa el índice de
infección continua aumentando en ambos tratamientos a través del tiempo, pero este aumento es más lento donde se aplicó el biocontrol (haciéndose mayor la diferencia con el testigo sin aplicación), aunque la humedad relativa existente durante la mayor parte del tiempo, en el período de
las tres siembras, alcanzó en diferentes momentos valores por encima del
80 %, lo que según Rodríguez (1985) y Ariosa y Herrera (1984) favorece
la infección.
Por otra parte la temperatura llegó a valores máximos absolutos por
encima de 25ºC, que es el valor óptimo para la germinación de los conidios
del patógeno (Rodríguez, 1985). Durante 1996-1997 permanecieron du281
Manejo ecológico de plagas
Tabla 8.10 Efecto de T. harzianum sobre A. porri en cebolla, en condiciones de
campo (siembra 1994-1995)
Tratamientos
T. harzianum
Testigo
ESx
CV %
Índice de infección en %
50 días
Xtransf
0.42 a
0.59 b
0.012**
4.6
Xorig
4.45
8.47
65 días
Xtransf
0.82 a
1.25 b
0.026**
5.38
Xorig
15.92
34.25
80 días
Xtransf
1.21 a
2.25 b
0.046**
5.38
Xorig
32.20
81.25
Medias con letras desiguales difieren significativamente según Dócima de Rango Múltiple de
≤0.01 (Duncan, 1955).
Duncan para P≤
Tabla 8.11 Efecto de T. harzianum sobre A. porri en cebolla, en condiciones de
campo (siembra 1995-1996)
Tratamientos
T. harzianum
Testigo
ESx
CV %
Índice de infección en %
50 días
Xtransf
0.46 a
0.61 b
0.008**
3.06
Xorig
5.50
9.10
65 días
Xtransf
0.86 a
1.23 b
0.017**
3.16
Xorig
17.50
33.25
80 días
Xtransf
1.37 a
2.44 b
0.049**
5.16
Xorig
40.25
88.25
Medias con letras desiguales difieren significativamente según Dócima de Rango Múltiple de
≤0.01 (Duncan, 1955).
Duncan para P≤
Tabla 8.12 Efecto de T. harzianum sobre A. porri en cebolla, en condiciones de
campo (siembra 1996-1997)
Tratamientos
Índice de infección en %
50 días
Xtransf
T. harzianum
Testigo
ESx
CV %
0.52 a
0.74 b
0.017**
5.509
Xorig
6.62
13.37
65 días
Xtransf
0.93 a
1.36 b
0.013**
2.33
Xorig
20.25
39.50
80 días
Xtransf
1.33 a
2.28 b
0.055**
6.105
Xorig
38.25
82.25
Medias con letras desiguales difieren significativamente según Dócima de Rango Múltiple de
≤0.01 (Duncan, 1955).
Duncan para P≤
282
Trichoderma spp. Como agente de control biológico
rante más tiempo las condiciones climáticas favorables para el desarrollo
de A. porri, en está siembra los índices de infección fueron ligeramente
superiores respecto a los anteriores, tanto en el testigo, como en las parcelas tratadas con T. harzianum.
Las condiciones climáticas que favorecieron el desarrollo del patógeno
también tuvieron una influencia positiva sobre el desarrollo del antagonista. La humedad está considerada como el parámetro ambiental de más
influencia en la distribución de Trichoderma en el suelo (Danielson y Davey,
1973). Ésta es también considerada un factor limitante en la habilidad de
un antagonista para colonizar la filosfera y por consiguiente para competir y controlar a los patógenos foliares (Elad y Kirshner, 1993). Entre los
35 y 40 días después de la siembra, en los tres años, se presentaron valores altos de humedad relativa, entre 80 % y 92 %. La germinación conidial
de Trichoderma es sensible a la humedad y Trichoderma coloniza la filosfera
con mayor eficacia cuando ésta es alta (Elad y Kirshner, 1993; Gullino,
1992). En las aplicaciones en invernadero se encontró, que la humedad
relativa afecta más la eficacia de los agentes de control biológico que la
temperatura (Elad et al., 1995).
Independientemente de las limitantes impuestas por la temperatura y
la humedad hay que tener en cuenta que las aplicaciones en el momento
apropiado ofrecen ventajas competitivas al antagonista, por lo que se recomienda aplicar antes de que aparezcan los primeros síntomas o inmediatamente después de su aparición, como se hizo en este caso.
La disminución en el índice de infección en las parcelas tratadas con T.
harzianum determinó un incremento en el peso promedio de los bulbos
de cebolla en comparación con las parcelas no tratadas. El análisis estadístico realizado arrojó que existen diferencias significativas para p<0.05
entre el peso de los bulbos (tabla 8. 13).
El rendimiento estimado (media de tres siembras) fue de 12.3 t/ha en
las parcelas tratadas con T. harzianum y 8.2. t/ha en el testigo. Teniendo
en consideración estos resultados es de esperar que la disminución en el
uso de fungicidas represente además de un beneficio social un beneficio
económico, pues a pesar del elevado numero de aplicaciones que se hacen
el rendimiento promedio nacional es de 5 t/ha (Savón y Marrero, 1997).
Con el control biológico en general no se alcanza un control tan efectivo como el que se puede alcanzar con los fungicidas; pero el solo hecho de
que haya disminuido el índice de infección es ya una razón para considerar la posibilidad de aplicación. Nótese como el porcentaje de infección se
mantiene en valores más bajos hasta bien avanzado el ciclo del cultivo.
283
Manejo ecológico de plagas
Tabla 8.13. Peso (g) de bulbos de cebolla en parcelas tratadas con T.
harzianum
Tratamientos
Peso (g)
T. harzianum
Testigo
ESx
CV %
34.54 a
23.6 b
0. 456**
15.47
Medias con letras desiguales difieren significativamente según Dócima de Rango Múltiple de
≤0.01 (Duncan, 1955).
Duncan para P≤
Además una efectividad moderada puede ser suficiente para no aplicar
fungicidas o aplicar dosis reducidas de éstos siempre que sean compatibles con el control biológico, lo que permite reducir el nivel de residuos
de plaguicidas en los productos agrícolas. Huerres et al., (2000) recomiendan cosechar las plantas de cebolla entre los 90 y 100 días después
de la siembra, cuando no se aplican fungicidas para el control de la mancha púrpura. Si se tiene en cuenta esa recomendación y además se hacen
aplicaciones de T. harzianum podrían producirse cantidades apreciables
de cebolla reduciendo el uso de fungicidas, aún en las variedades de menor potencial productivo, como la utilizada en este ensayo.
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293
NOMBRES VULGARES Y CIENTÍFICOS DE
PLANTAS
Acelga
Aguacate
Ajonjolí
Albahaca
Alfalfa
Algodonero
Arroz
Banano
Berenjena
Berro
Boniato
Cacao
Cafeto
Calabaza
Caléndula
Canavalia
Canola
Canutillo
Caña de azúcar
Casuarina
Caupí
Cebolla
Cebollino
Chícharo
Chile
Cilantro
Coco
Col
294
Beta vulgaris
Persea americana
Sesamum indicum
Ocimum basilicum
Medicago sativa
Gossypium hirsutum
Oryza sativa
Musa sp.
Solanum melongena
Nasturtium officinale
Ipomoea batatas
Theobroma cacao
Coffea arabica
Cucurbita moschata
Calendula officinalis
Canavalia ensiformis
Brassica napus
Commelina sp.
Saccharum sp. hibridus
Casuarina
Vigna unguiculata
Allium cepa
Allium schoenoprasum
Pisum sativus
Capsicum frutescens
Coriandrum sativum
Cocos nucifera
Brassica oleracea
Col china
Crotalaria
Culantro
Datura
Dolicho
Eneldo
Flor de muerto
Fresa
Frijol
Frijol terciopelo
Garbanzo
Girasol
Gladiolo
Habichuela
Hibisco
Hinojo
Jengibre
Lechuga
Lima
Maíz
Malanga
Maní
Mango
Manzano
Melocotonero
Melón
Millo
Mostaza
Mostaza de la India
Naranjo
Nim
Olivo
Palma datilera
Papa
Papaya
Pepino
PImiento
Quimbombó
Pino
Plátano
Rabanito
Remolacha
Rosal
Brassica pekinensis
Crotalaria juncea
Coriandrum sativum
Datura spp.
Lablab purpureus
Anethum graveolens
Tagetes spp.
Fragaria ananassa Duchesne
Phaseolus vulgaris
Mucuna pruriens
Cicer arietinum
Helianthus annuus
Gladiolus communis
Vigna unguiculata
Hibiscus
Foeniculum vulgare
Zingiber officinale
Lactuca sativa
Citrus aurantiifolia
Zea mays
Xanthosoma sagittifolium
Arachis hypogaea
Mangifera indica
Malus comunis
Prunus persica
Cucumis melo
Sorghum bicolor
Sinapis alba
Brassica juncea
Citrus sinensis
Azadirachta indica
Olea europaca
Phoenix dactylifera
Solanum tuberosum
Carica papaya
Cucumis sativus
Capsicum annuum
Abelmoschus esculentus
Pinus spp.
Musa sp.
Raphanus sativus
Beta vulgaris var. saccharifera
Rosa
295
Sábila
Sesbania
Sorgo
Soya
Tabaco
Tomate
Toronja
Trébol blanco
Trébol rojo
Trigo
Vid
Yuca
Yute
Zanahoria
296
Aloe vera
Sesbania spp.
Sorghum bicolor
Glycine max
Nicotiana tabacum
Lycopersicon esculentum
Citrus x paradisi
Melilotus albus
Trifolium pratense
Triticum vulgare
Vitis vinifera
Manihot esculenta
Corchorus olitorius
Daucus carota
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